1 Electrons, Photons, and Phonons 電子、光子和聲子
1.1 Selected Concepts of Quantum Mechanics 量子力學的基本概念
1.1.1 The dual nature of the photon 光子的二重性
1.1.2 The dual nature of the electron 電子的二重性
1.1.3 Electrons in confined environments 密閉環(huán)境中的電子特性
1.2 Selected Concepts of Statistical Mechanics 統(tǒng)計力學的基本概念
1.2.1 Thermal motion and thermal energy 熱運動和熱能
1.2.2 Thermal equilibrium 熱平衡
1.2.3 Electron statistics 電子統(tǒng)計特性
1.3 Selected Concepts of Solid-State Physics 固體物理的基本概念
1.3.1 Bonds and bands 化學鍵和能帶
1.3.2 Metals, insulators, and semiconductors 金屬、絕緣體和半導體
1.3.3 Density of states 態(tài)密度
1.3.4 Lattice vibrations: phonons 晶格振動:聲子
1.4 Summary 小結
1.5 Further reading 延展閱讀
Problems 習題
2 Carrier Statistics in Equilibrium 平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計特性
2.1 Conduction and Valence Bands; Bandgap; Holes 導帶和價帶,帶隙,空穴
2.2 Intrinsic Semiconductor 本征半導體
2.3 Extrinsic Semiconductor 非本征半導體
2.3.1 Donors and acceptors 施主和受主
2.3.2 Charge neutrality 電中性特點
2.3.3 Equilibrium carrier concentration in a doped semiconductor 摻雜半導體中的平衡載流子濃度
2.4 Carrier Statistics in Equilibrium 平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計特性
2.4.1 Conduction and valence band density of states 導帶和價帶的態(tài)密度
2.4.2 Equilibrium electron concentration 平衡電子濃度
2.4.3 Equilibrium hole concentration 平衡空穴濃度
2.4.4 np product in equilibrium 平衡狀態(tài)下的np積
2.4.5 Location of Fermi level 費米能級的位置
2.5 Summary 小結
2.6 Further Reading 延展閱讀
AT2.1 Temperature Dependence of the Bandgap 帶隙的溫度依存性
AT2.2 Selected Properties of the Fermi-Dirac Integral 費米–狄拉克積分的基本特性
AT2.3 Approximations for Strongly Degenerate Semiconductor 強簡并半導體的數(shù)學近似
AT2.4 Statistics of Donor and Acceptor Ionization 施主和受主電離的數(shù)學統(tǒng)計
AT2.5 Carrier Freeze-Out 載流子束縛態(tài)
AT2.6 Heavy-Doping Effects 重摻雜效應
AT2.6.1 The Mott transition Mott轉移
AT2.6.2 Bandgap narrowing 帶隙變窄
Problems 習題
3 Carrier Generation and Recombination 載流子的產生與復合
3.1 Generation and Recombination Mechanisms 產生與復合機制
3.2 Thermal Equilibrium: Principle of Detailed Balance 熱平衡:精細平衡原理
3.3 Generation and Recombination Rates in Thermal Equilibrium 熱平衡下的產生率與復合率
3.3.1 Band-to-band optical generation and recombination 帶間光產生和光復合
3.3.2 Auger generation and recombination 俄歇產生與復合
3.3.3 Trap-assisted thermal generation and recombination 陷阱輔助的熱產生與復合
3.4 Generation and Recombination Rates Outside Equilibrium 非平衡條件下的產生與復合
3.4.1 Quasi-neutral low-level injection; recombination lifetime 準中性低濃度注入,復合壽命
3.4.2 Extraction; generation lifetime 提取和產生壽命
3.5 Dynamics of Excess Carriers in Uniform Situations 均勻條件下的過剩載流子動力學
3.5.1 Example 1: Turn-on transient 例1:開瞬態(tài)
3.5.2 Example 2: Turn-off transient 例2:關瞬態(tài)
3.5.3 Example 3: A pulse of light 例3:一個光脈沖
3.6 Surface Generation and Recombination 表面產生與復合
3.7 Summary 小結
3.8 Further Reading 延展閱讀
AT3.1 Shockley–Read–Hall Model 肖克利–里德–霍爾模型
AT3.1.1 Recombination lifetime 復合壽命
AT3.1.2 Generation lifetime 產生壽命
AT3.2 High-Level Injection 高濃度注入
Problems 習題
4 Carrier Drift and Diffusion 載流子的漂移和擴散
4.1 Thermal Motion 熱運動
4.1.1 Thermal velocity 熱運動速率
4.1.2 Scattering 散射
4.2 Drift 漂移
4.2.1 Drift velocity 漂移速率
4.2.2 Velocity saturation 速率飽和
4.2.3 Drift current 漂移電流
4.2.4 Energy band diagram under electric field 電場作用下的能帶圖
4.3 Diffusion 擴散
4.3.1 Fick’s first law 菲克第一定律
4.3.2 The Einstein relation 愛因斯坦關系
4.3.3 Diffusion current 擴散電流
4.4 Transit Time 渡越時間
4.5 Nonuniformly Doped Semiconductor in Thermal Equilibrium 熱平衡下的非均勻摻雜半導體
4.5.1 Gauss’law 高斯定律
4.5.2 The Boltzmann relations 玻爾茲曼關系
4.5.3 Equilibrium carrier concentration 平衡載流子濃度
4.6 Quasi-Fermi Levels and Quasi-Equilibrium 準費米能級與準平衡態(tài)
4.7 Summary 小結
4.8 Further Reading 延展閱讀
AT4.1 Selected Properties of the Gamma Function 伽馬函數(shù)的基本性質
AT4.2 Hot Carrier Effects 熱載流子效應
AT4.2.1 Energy relaxation versus momentum relaxation 能量弛豫和動量弛豫
AT4.2.2 Hot-electron transport 熱電子輸運
AT4.2.3 Impact ionization 碰撞電離
Problems 習題
5 Carrier Flow 載流子運動
5.1 Continuity Equations 連續(xù)性方程
5.2 Surface Continuity Equations 表面連續(xù)性方程
5.2.1 Free surface 自由表面
5.2.2 Ohmic contact 歐姆接觸
5.3 Shockley Equations 肖克利公式
5.4 Simplifications of Shockley Equations to One-