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第一章 固体物理基础 1

1 波动方程和量子力学概要 1

1.1 玻尔的经典量子论和氢原子模型 1

1.2 光和物质的粒子性和波动性 3

1.3 薛定谔波动方程 5

1.4 类氢原子的波动方程和本征态 10

1.5 微扰法 14

2 统计力学概要 19

3 原子间相互作用力和固体的形成 24

习题 29

4.1 晶体与对称性 31

4 晶体结构 31

第二章 固体原子论 31

4.2 倒易晶格 36

5 由晶格引起的波衍射 38

5.1 布喇格定律和劳厄衍射条件 39

5.2 X射线衍射的实验方法 42

6 晶格缺陷 43

6.1 晶格缺陷的种类 43

6.2 原子的扩散 47

7 晶格振动和声子 49

7.1 连续介质中声波的传播 49

7.2 一维单原子晶格振动 50

7.3 一维双原子晶格振动 53

8.1 晶格比热 57

8 晶格比热和热传导 57

8.2 晶格比热的爱因斯坦模型 58

8.3 热传导 60

习题 62

第三章 固体电子论 64

9 自由电子理论 64

9.1 一维自由电子 64

9.2 三维自由电子 68

9.3 电导 70

9.4 电子比热和热传导 73

10.1 布洛赫定理 75

10 周期势场和布洛赫定理 75

10.2 克龙尼格-潘纳模型 78

11 能带模型 83

11.1 准自由电子近似 83

11.2 紧束缚近似 90

12 布里渊区 98

13 周期势场中的电子和有效质量 101

14 能量状态密度 104

15 固体的电导和空穴 106

15.1 电导和空穴 106

15.2 导体、绝缘体、本征半导体 109

15.3 施主和受主 110

附录A 相速度和群速度 113

习题 113

第四章 半导体的电学性质 115

16 热平衡状态下的电子分布 115

16.1 本征半导体 116

16.2 杂质半导体 120

17 载流子的散射机理和霍尔效应 125

17.1 由声学波声子引起的散射 126

17.2 由光学波声子引起的散射 130

17.3 由电离杂质引起的散射 131

17.4 霍尔效应 135

18 玻耳兹曼输运方程和电导 138

19 磁阻效应 145

20 半导体的能带结构 147

21 少数载流子的注入和复合 152

21.1 少数载流子的注入和准费米能级 152

21.2 非平衡少数载流子的连续方程和扩散 154

21.3 复合和肖克莱-里德模型 158

22 强电场现象 164

22.1 热电子 164

22.2 碰撞电离和电子雪崩 168

22.3 齐纳效应 173

22.4 固体等离子体 174

23 强磁场中的物理性质 175

24 空间电荷限制电流 177

习题 181

附录B 电子在施主能级和受主能级中的分布 182

附录C 各种散射过程和弛豫时间 185

第五章 半导体的光学性质 188

25 半导体和电磁波的相互作用 188

26 半导体的光吸收 191

26.1 半导体光吸收的分类 191

26.2 自由载流子吸收 192

26.3 带间跃迁的选择定则 193

26.4 直接跃迁吸收 196

26.5 间接跃迁吸收 201

26.6 激子吸收 203

27 光谱限和能带结构 205

28 光电导效应 209

29.1 丹倍效应 212

29 光生伏打效应 212

29.2 光电磁效应 213

29.3 由界面电场引起的光生伏打效应 214

30 半导体的发光 216

30.1 辐射复合和非辐射复合 216

30.2 辐射复合和光吸收的关系 218

30.3 光致发光 221

30.4 等电子陷阱 222

31 非线性光学现象 225

31.1 玻克尔斯效应和克尔效应 226

31.2 二次谐波发生 229

32.1 带间跃迁和弗朗兹-凯尔迪什效应 232

32 强电场下的光学特性 232

32.2 电光效应 234

32.3 调制光谱法 236

习题 238

附录D 光在各向异性介质中的传播 240

第六章 半导体的声子特性 243

33 热导率 243

34 热电效应 245

34.1 塞贝克效应 245

34.2 珀耳帖效应 249

35 声电效应和超声波放大 250

36.1 压电效应 256

36 半导体的压力效应 256

36.2 能带的压力效应和压阻效应 261

习题 262

附录E 由传导载流子引起的热导率和热电效应 263

参考文献 268

参考书 270

习题解答和提示 272

主要半导体的谱限能量（300K） 285

主要半导体的能带结构和谱限的表示 286

第七章 半导体界面物理 289

37 半导体表面的特性 289

38 半导体表面（清洁表面和实际表面） 289

39.1 p-n结的能带图 294

39 p-n结 294

39.2 p-n结的过渡区和势垒电容 298

39.3 p-n结的扩散电流和整流特性 303

39.4 p-n结的过剩电流 307

39.5 p-n结的强电场现象 312

40 异质结 320

40.1 异质结及其界面 320

40.2 异质结的阻挡层 325

40.3 异质结阻挡层的特性 328

41 金属-半导体界面 329

41.1 金属表面和肖特基效应 329

41.2 肖特基势垒 333

41.3 肖特基势垒的整流特性 337

41.4 金属和半导体的欧姆接触 339

42 半导体-电介质界面 340

43 晶粒间界 345

习题 348

第八章 半导体电子器件物理 351

44 肖特基势垒二极管（SBD） 351

45 齐纳二极管和江崎二极管 355

46 双极型晶体管 360

46.1 晶体管作用 360

46.2 结型晶体管的原理和静态特性 361

46.3 工作特性和α＊,β,γ 365

46.4 α截止频率和优值 368

46.5 漂移晶体管 372

47 闸流晶体管 374

47.1 闸流晶体管及其种类 374

47.2 可控硅的工作原理和电压-电流特性 376

48 单极晶体管 380

48.1 场效应晶体管原理 380

48.2 结栅型场效应晶体管 381

48.3 绝缘栅型场效应晶体管 383

49 电荷转移器件 389

49.1 CCD 390

49.2 BBD 396

50.1 半导体不挥发性存贮器 397

50 MOS存贮器件 397

50.2 MNOS存贮器件 398

51 渡越时间器件 402

52 转移电子器件 408

52.1 谷间转移和负微分迁移率 408

52.2 高场畴和电流振荡 410

52.3 微波振荡器件 413

52.4 功能逻辑器件 415

53 表面声波器件 416

习题 419

54 光电探测器 422

54.1 光敏电阻 422

第九章 光电子器件物理 422

54.2 光电二极管 427

54.3 高速光电二极管 432

54.4 太阳电池 434

55 半导体发光器件 440

55.1 注入型电致发光 440

55.2 发光二极管（LED） 444

55.3 半导体激光器 447

55.4 本征发光和本征发光器件 456

56 布里渊散射和光偏向器件 460

第十章 无定形半导体的物理性质 464

57 无定形半导体的特征 464

58 无定形半导体的基本性质 466

59 无定形半导体的状态密度 469

60 无定形半导体的电学性质 471

60.1 迁移率隙和能带传导迁移率 471

60.2 经过定域态能级的载流子迁移 473

60.3 强电场现象 479

61 无定形半导体的光学性质 483

62 可逆相变 486

63 内部积蓄能量及性质的变化 489

参考文献 494

参考书 495

习题解答和提示 496

主要半导体的电子物理常数 498