Данный учебник соответствует программе одноименного курса, утвержденной Учебно-методическим управлением по среднему специальному образованию MB и ССО СССР от 3 июля 1973 г.
При изложении материала основное внимание уделяется физической природе явлений и процессов, протекающих в твердых телах. Математические выкладки практически отсутствуют, так как к началу изучения курса учащиеся еще не обладают достаточными математическими знаниями. Для более глубокого изучения материала учащиеся могут использовать учебники, предназначенные для студентов вузов. Соответствующий список литературы представлен в конце книги.
Кроме основного материала, предусмотренного программой, в книгу включен ряд вопросов, связанных с основными направлениями полупроводниковой электроники, например явление сверхпроводимости в полупроводниках, сверхрешетки, жидкие кристаллы и др.
«Основы физики полупроводников»—-это первый из специальных курсов; органическим продолжением его является курс «Полупроводниковые приборы и основы их проектирования».
Автор благодарен доц. Московского станкоинструментального института, канд. техн. наук Г. И. Гранитову и преподавателю Московского техникума электронных приборов А. В. Закревской за ценные замечания и советы, высказанные при рецензировании рукописи, а также канд. техн. наук В. В. Ковалевской за большую помощь, оказанную при подготовке рукописи. Автор выражает признательность канд. физ.-мат. наук В. В. Юдину, взявшему на себя труд по научному редактированию книги.
Отзывы и замечания просим направлять по адресу: Москва, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие.............................. 3
Введение................................ 4
Глава 1. Строение атома....................... 8
§ 1.1. Теория Планка и фотоэффект ................ 8
1 § 1.2. Линейчатые спектры атомов и теория Бора о строении атома 12 § 1.3. Дискретность энергетических уровней электронов в атомах
и спектры рентгеновских лучей ................ 15
§ 1.4. Волновое уравнение электрона. Квантовые числа...... 18
§ 1.5. Электронное строение атомов................. 21
Контрольные вопросы и задачи ................... 23
Глава 2. Строение твердого тела.................... 24
§ 2.1. Химическая связь в молекулах................ 24
§ 2.2. Агрегатные состояния вещества................ 26
§ 2.3. Кристаллическая структура твердого тела........... 28
§ 2.4. Химические связи в кристаллах............... 32
§ 2.5. Обозначение плоскостей и направлений в кристалле ..... 37
§ 2.6. Тепловые колебания атомов................. 39
§ 2.7. Дефекты кристаллов..................... 40
§ 2.8. Определение структуры кристалла.............. 44
§ 2.9. Жидкие кристаллы...................... 49
Контрольные вопросы и задачи ................... 53
Глава 3. Зонная теория твердого тела и статистика электронов .... 53
§ 3.1. Электронные состояния в твердых телах.......... 53
§ 3.2. Металлы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения зон-
; ной теории.......................... 56
§ 3.3. Статистика носителей заряда в твердом теле........ 61
Контрольные вопросы и задачи ................... 65
Глава 4. Электропроводность твердых тел............... 66
§ 4.1. Вывод формулы электропроводности твердых тел....... 66
§ 4.2. Электропроводность металлов................ 68
§ 4.3. Сверхпроводимость металлов................ 69
[ § 4.4. Электропроводность собственных полупроводников...... 72
§ 4.5. Примесные полупроводники................. 76
§ 4.6. Температурная зависимость электропроводности полупровод-
; ника........................... 83
[ § 4.7. Полупроводники в области криогенных температур и сверх-
1 проводимость полупроводников ................ 87
§ 4.8. Измерение удельного сопротивления полупроводников..... 90
§ 4.9. Определение типа электропроводности полупроводников ... 93
Контрольные вопросы и задачи................... 93
11 . 243
Глава 5. Кинетические явления в полупроводниках........... 94
§ 5.1. Влияние сильных электрических полей на электропроводность
полупроводникрв ...................... 94
§ 5.2. Эффект Ганна....................... 97
§ 5.3. Неравновесные носители заряда............... 101
§ 5.4. Неоднородные полупроводники. Диффузионные и дрейфовые
токи............................ 102
§ 5.5. Измерение параметров полупроводников........... 104
§ 5.6. Гальваномагнитные эффекты................. 109
§ 5.7. Термомагнитные эффекты................... 113
§ 5.8. Тепловые свойства полупроводников............. 113
Контрольные вопросы и задачи................... 118
Глава 6. Контакты полупроводника с металлом и электролитом .... 119
§ 6.1. Работа выхода и контактная разность Потенциалов..... 119
§ 6.2. Контакт полупроводника и металла............. 121
§ 6.3. Выпрямление на контакте полупроводника с металлом . . . 125
§ 6.4. Контакт металла с электролитом............... 130
§ 6.5. Строение двойного слоя................... 132
§ 6.6. Контакт полупроводника с электролитом........... 133
§ 6.7. Собственный потенциал электрода. Методы его измерения . . 134 § 6.8. Вольт-амперные характеристики контакта металла и полупроводника с электролитом................... 135
Контрольные вопросы и задачи................... 138
Глава 7. Контакты полупроводника с диэлектриком и полупроводником 139
§ 7.1. Образование р-я-переходов.................. 139
§ 7.2. Классификация р-п-переходов................ 141
§ 7.3. Природа токов через р-п-переход............... 145
§ 7.4. Омические переходы. Переходы п-п+, р-р+......... 147
§ 7.5. Гетеропереходы....................... 149
§ 7.6. Перенос носителей в тонких пленках............ 151
§ 7.7. Токи в диэлектрических и полупроводниковых пленках, ограниченные пространственным зарядом............. 154
§ 7.8. Сверхрешетки........................ 156
Контрольные вопросы и задачи................... 160
Глава 8. Термоэлектрические и фотоэлектрические свойства полупроводников ............................ 160
§ 8.1. Термоэлектрические явления.................. 160
§ 8.2. Фотопроводимость...................... 164
§ 8.3. Спектр поглощения полупроводников. Квантовый выход . . . 167
§ 8.4. Рекомбинация носителей заряда............... 169
§ 8.5. Люминесценция......................... 172
§ 8.6. Фото-э. д. с. в полупроводниках............... 173
§ 8.7. Квантовые генераторы.................... 176
§ 8.8. Твердотельные лазеры .................... 179
§ 8.9. Понятие об оптоэлектронике................. 183
Контрольные вопросы...................... 185
Глава 9. Поверхностные свойства полупроводников........... 186
§ 9.1. Особенности строения поверхности полупроводников..... 186
§ 9.2. Образование поверхностного заряда............. 188
§ 9.3. Явление адсорбции на поверхности полупроводников .... 193
§ 9.4. Поверхностная электропроводность.............. 196
§ 9.5. Эффект поля . . ,..................... 199
244
§ 9.6. Физические явления при переносе носителей заряда с помощью МДП-структур.................... 204
§ 9.7. Каналы проводимости................... 207
§ 9.8. Поверхностная рекомбинация................. 209
§ 9.9. Быстрые и медленные состояния................ 213
Контрольные вопросы и задачи................... 214
Глава 10. Зависимость параметров полупроводниковых приборов от состояния поверхности.................... 215
§ 10.1. Влияние свойств поверхности на параметры полупроводниковых приборов...................... 215
§ 10.2. Ток поверхностной утечки................. 218
§ 10.3. Стабильность характеристик приборов............ 220
§ 10.4. Стабилизация поверхностного заряда............ 223
Контрольные вопросы...................... 225
Глава 11. Свойства тонких пленок.................... 226
§ 11.1. Особенности структуры пленок............... 226
§ 11.2. Металлические пленки.................... 227
§ 11.3. Эпитаксиальные слои..................... 230
§ 11.4. Диэлектрические пленки................... 232
§ 11.5. Ферромагнитные пленки................... 236
Контрольные вопросы...................... 240
Литература.............................. 241
Цена: 150руб.
