未考過(guò)的名詞解釋——截至2020年，不包括21考研

閃鋅礦型結(jié)構(gòu)：由兩類原子各自組成的面心立方晶格，沿空間對(duì)角線彼此位移四分之一空間對(duì)角線長(zhǎng)度套構(gòu)而成。

費(fèi)米面：自由電子的能量E等于費(fèi)米能級(jí)EF的等能面稱為費(fèi)米面。

費(fèi)米分布：大量電子在不同能量量子態(tài)上的統(tǒng)計(jì)分布。

施主能級(jí)：被施主雜質(zhì)束縛的電子能量狀態(tài)稱為施主能級(jí)。

價(jià)帶：半導(dǎo)體或絕緣體中，在絕對(duì)零度下被電子占滿的最高能帶稱為價(jià)帶。

導(dǎo)帶：對(duì)于被電子部分占滿的能帶，在外電場(chǎng)作用下，電子可以從外電場(chǎng)中吸收能量躍遷到未被電子占據(jù)的能級(jí)，形成電流，起導(dǎo)電作用，這種能帶即為導(dǎo)帶。

n型半導(dǎo)體：主要依靠導(dǎo)帶電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體。

p型半導(dǎo)體：主要依靠?jī)r(jià)帶空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為p型半導(dǎo)體。

空穴的牽引長(zhǎng)度：空穴在強(qiáng)電場(chǎng)作用下漂移運(yùn)動(dòng)的有效范圍稱為空穴的牽引長(zhǎng)度。

空位：在一定條件下，晶格原子不僅在其平衡位置附近振動(dòng)，而且有一部分原子會(huì)獲得足夠的能量，脫離周圍原子對(duì)他的束縛，擠入晶格原子間隙間成為間隙原子，原來(lái)的位置便成為空位。

本征載流子：本征半導(dǎo)體中由本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子，不是由摻雜或注入產(chǎn)生的。

束縛激子：等電子陷阱俘獲載流子后成為帶電中心，這一中心由于庫(kù)侖作用又能俘獲另一種帶電符號(hào)相反的載流子從而成為定域激子，稱為束縛激子。

漂移運(yùn)動(dòng)：在外加電壓時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)載流子在電場(chǎng)力的作用下的定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。

狀態(tài)密度：能帶中能量E附近每單位能量間隔內(nèi)的量子態(tài)數(shù)，公式如下。

等電子復(fù)合中心：在Ⅲ－Ⅴ族化合物半導(dǎo)體中摻入一定量的與主原子等價(jià)的某種雜質(zhì)原子，取代格點(diǎn)上的原子。由于雜質(zhì)原子和主原子之間電負(fù)性的差別，中性雜質(zhì)原子可以束縛電子或空穴而成為帶電中心，帶電中心會(huì)吸引和被束縛載流子符號(hào)相反的載流子，形成一個(gè)激子束縛態(tài)。

陷阱效應(yīng)：雜質(zhì)能級(jí)積累非平衡載流子的作用稱為陷阱效應(yīng)。

回旋共振：一些物質(zhì)如半導(dǎo)體中的載流子在一定的恒定磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)同時(shí)作用下會(huì)發(fā)生抗磁共振。

負(fù)阻效應(yīng)：當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到一定值時(shí)，能谷1中的電子可從電場(chǎng)中獲得足夠的能量而開始轉(zhuǎn)移到能谷2，發(fā)生能谷間的散射，電子的動(dòng)量有較大的改變，伴隨吸收或發(fā)射一個(gè)聲子。但是，這兩個(gè)能谷不是完全相同的，進(jìn)入能谷2的電子，有效質(zhì)量大為增加，遷移率大大降低，平均漂移速度減小，電導(dǎo)率下降，從而電流密度減小，產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)。

耿氏效應(yīng)：在n型砷化鎵兩端電極上加電壓，當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)超過(guò)3×103V/cm時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)的電流便以很高的頻率振蕩，這個(gè)效應(yīng)稱為耿氏效應(yīng)。

擴(kuò)散長(zhǎng)度：載流子由于濃度差的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有效范圍稱為擴(kuò)散長(zhǎng)度。

pn結(jié)隧道效應(yīng)：對(duì)于兩邊都是重?fù)诫s的pn結(jié)，雜質(zhì)濃度大，勢(shì)壘區(qū)很薄，由于量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，N區(qū)導(dǎo)帶的電子可能穿過(guò)禁帶到P區(qū)價(jià)帶，P區(qū)價(jià)帶電子也可能穿過(guò)禁帶到N區(qū)導(dǎo)帶，從而有可能產(chǎn)生隧道電流。正向電流一開始就隨正向電壓的增加而迅速上升到一個(gè)極大值。而后隨著電壓增加，電流反而減小，達(dá)到一極小值。當(dāng)電壓繼續(xù)增大時(shí)，電流又隨電壓上升。反向時(shí)，反向電流隨反向偏壓的增大而迅速增大。

理想MIS結(jié)構(gòu)：①金屬與半導(dǎo)體間功函數(shù)差為零；②在絕緣層中沒有任何電荷且絕緣層完全不導(dǎo)電；③絕緣層與半導(dǎo)體界面處不存在任何界面態(tài)。

等電子雜質(zhì)效應(yīng)：等電子雜質(zhì)摻入化合物半導(dǎo)體中，替代晶格點(diǎn)上的同族原子后由于電負(fù)性和共價(jià)半徑等方面的差別，會(huì)在禁帶中產(chǎn)生能級(jí)，這個(gè)能級(jí)稱為等電子陷阱。這種效應(yīng)稱為等電子雜質(zhì)效應(yīng)。

深耗盡狀態(tài)：在金屬與半導(dǎo)體間加上一高頻正電壓，由于空間電荷層內(nèi)的少數(shù)載流子的產(chǎn)生速率跟不上電壓的變化，反型層來(lái)不及建立，為保持電中性，耗盡層延伸向半導(dǎo)體深處產(chǎn)生大量正電荷。此時(shí)耗盡層的寬度很大，可遠(yuǎn)大于強(qiáng)反型的最大耗盡深度，且其寬度隨電壓VG的幅度的增大而增大，這種狀態(tài)稱為深耗盡狀態(tài)。

異質(zhì)結(jié)的特點(diǎn)：①能帶發(fā)生了彎曲，出現(xiàn)“尖峰”和“凹口”；②能帶在交界面處不連續(xù)，有一個(gè)突變。

異質(zhì)pn結(jié)的超注入現(xiàn)象：在異質(zhì)結(jié)pn結(jié)中由寬禁帶半導(dǎo)體注入到窄禁帶半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子濃度可超過(guò)寬禁帶半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的濃度。

間接帶隙半導(dǎo)體：導(dǎo)帶極小值和價(jià)帶極大值對(duì)應(yīng)波矢不同的半導(dǎo)體稱為間接帶隙半導(dǎo)體。

非豎直（直接）躍遷：在非豎直（直接）躍遷中，電子不僅吸收光子，同時(shí)還和晶格交換一定的振動(dòng)能量，即吸收或放出一個(gè)聲子。

理想半導(dǎo)體（理想與非理想的區(qū)別）：①原子并不是靜止在具有嚴(yán)格周期性的晶格的格點(diǎn)位置上，而是在其平衡位置附近振動(dòng)；②半導(dǎo)體材料并不是純凈的，而是含有各種雜質(zhì)即在晶格格點(diǎn)位置上存在著與組成半導(dǎo)體材料的元素不同其他化學(xué)元素的原子；③實(shí)際的半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)并不是完整無(wú)缺的，而存在著各種形式的缺陷。

半導(dǎo)體太陽(yáng)電池的基本原理：當(dāng)用適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射非均勻半導(dǎo)體（pn結(jié)等）時(shí)，由于內(nèi)建電場(chǎng)的作用（不加外電場(chǎng)），半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)（光生電壓），如將pn結(jié)短路，則出現(xiàn)電流。這種由內(nèi)建電場(chǎng)引起的光電效應(yīng)，稱為光生伏特效應(yīng)。根據(jù)這一原理可制成太陽(yáng)能電池，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

光電池（光電二極管）的基本原理：當(dāng)用適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射pn結(jié)時(shí)，由于pn結(jié)勢(shì)壘區(qū)內(nèi)存在較強(qiáng)的內(nèi)建電場(chǎng)，結(jié)兩邊的光生少數(shù)載流子受該場(chǎng)的作用，各自向相反的方向運(yùn)動(dòng)，pn結(jié)兩端產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，如將pn結(jié)與外電路接通，只要光照不停止，就會(huì)有淵源不斷的電流過(guò)電路，pn結(jié)起到了電源的作用。

半導(dǎo)體發(fā)光器件的基本原理：半導(dǎo)體的電子可以吸收一定能量的光子而被激發(fā)。同樣，處于激發(fā)態(tài)的電子也可以向較低的能級(jí)躍遷，以光輻射的形式釋放出能量，也就是電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，伴隨著發(fā)射光子，這就是半導(dǎo)體的發(fā)光現(xiàn)象。（產(chǎn)生光子發(fā)射的主要條件是系統(tǒng)必須處于非平衡狀態(tài)，即在半導(dǎo)體內(nèi)需要有某種激發(fā)過(guò)程存在，通過(guò)與非平衡載流子的復(fù)合，才能形成發(fā)光。）

半導(dǎo)體激光器件的基本原理：處在激發(fā)態(tài)E2的原子數(shù)大于處在激發(fā)態(tài)E1的原子數(shù)，則在光子流hν12照射下，受激輻射將超過(guò)吸收過(guò)程。這樣由系統(tǒng)發(fā)射的能量為hν12將大于進(jìn)入系統(tǒng)的同樣能量的光子數(shù)，這鐘現(xiàn)象稱為光量子放大。通常把處于激發(fā)態(tài)E2（高能級(jí)）的原子數(shù)大于處在激發(fā)態(tài)E1（低能級(jí)）的原子數(shù)的這種反常情況，稱為“分布反轉(zhuǎn)”或“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”。激光的發(fā)射，必須滿足①形成分布反轉(zhuǎn)，使受激輻射占優(yōu)勢(shì)；②具有共振腔，以實(shí)現(xiàn)光量子放大；③至少達(dá)到閾值電流密度，使增益至少等于損耗。

半導(dǎo)體霍爾器件的基本原理：把通有電流的半導(dǎo)體放在均勻磁場(chǎng)中，設(shè)電場(chǎng)沿x方向，磁場(chǎng)方向和電場(chǎng)垂直，沿z方向，則在垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的+y或-y方向?qū)a(chǎn)生一個(gè)橫向電場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的電子器件稱為霍爾器件。

二維電子氣：當(dāng)反型層的厚度小到與電子德布羅意波長(zhǎng)相比擬時(shí)，反型層中電子將處于半導(dǎo)體內(nèi)近界面處很窄的量子勢(shì)阱中，由于量子化效應(yīng)，電子在垂直于界面方向的運(yùn)動(dòng)發(fā)生量子化，對(duì)應(yīng)的電子能量成為不連續(xù)的，但電子在平行于界面方向的能量仍是準(zhǔn)連續(xù)的，電子的運(yùn)動(dòng)可看作是平行于界面的準(zhǔn)二維運(yùn)動(dòng)，稱為二維電子氣。

半導(dǎo)體壓阻器件的基本原理：對(duì)半導(dǎo)體施加應(yīng)力時(shí)，半導(dǎo)體的電阻率要發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。應(yīng)用：半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)、壓敏二極管、壓敏晶體管等①利用半導(dǎo)體電阻隨應(yīng)力變化的這一現(xiàn)象可以制成半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)；②pn結(jié)伏安特性隨壓力變化很大，利用這一壓敏特性可以制成壓敏二極管和壓敏三極管。

非晶態(tài)半導(dǎo)體：原子排列不具有周期性，即不具有長(zhǎng)程有序的半導(dǎo)體稱為非晶態(tài)半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體熱電效應(yīng)的應(yīng)用：溫差發(fā)電器、制冷器。

判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型：①熱探針?lè)ǎ寒?dāng)溫度增加時(shí)，載流子濃度和速度都增加，它們由熱端擴(kuò)散到冷端，如果載流子是空穴，則熱端缺少空穴，冷端有過(guò)?？昭?，冷端電勢(shì)較高，形成由冷端指向熱端的電場(chǎng)；如果載流子是電子，則熱端缺少電子，冷端有過(guò)剩電子，熱端電勢(shì)較高，形成由熱端指向冷端的電場(chǎng)。所以，由半導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)，可以判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型；②霍爾效應(yīng)法：N型和P型半導(dǎo)體的霍爾系數(shù)符號(hào)相反，也即霍爾電壓Vh的正負(fù)相反，所以，從霍爾電壓Vh的正負(fù)可以判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型。

空穴意義：①把價(jià)帶中大量電子對(duì)電流的貢獻(xiàn)僅用少量的空穴表達(dá)出來(lái)；②金屬中僅有電子一種載流子，而半導(dǎo)體中有電子和空穴兩種載流子，正是這兩種載流子的相互作用，使得半導(dǎo)體表現(xiàn)出許多奇異的特性，可用來(lái)制造形形色色的器件。

肖特基勢(shì)壘二極管與pn結(jié)二極管相比：具有類似的電流-電壓關(guān)系，即它們都有單向?qū)щ娦裕罢哂謪^(qū)別于后者的以下顯著特點(diǎn)①就載流子的運(yùn)動(dòng)形式而言，pn結(jié)正向?qū)〞r(shí)，由P區(qū)注入N區(qū)的空穴或由N區(qū)注入P區(qū)的電子，都是少數(shù)載流子，他們先形成一定的積累，然后靠擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成電流。這種注入的非平衡載流子的積累稱為電荷貯存效應(yīng)，它嚴(yán)重地影響了pn結(jié)的高頻性能。而肖特基勢(shì)壘二極管的正向電流，主要是由半導(dǎo)體的多數(shù)載流子進(jìn)入金屬形成的。它是多數(shù)載流子器件。因此，肖特基勢(shì)壘二極管比pn結(jié)二極管有更好的高頻特性；②對(duì)于相同的高度，肖特基勢(shì)壘二極管的Jsd或Jst要比pn結(jié)的反向飽和電流Js大得多。

共有化運(yùn)動(dòng)：原子組成晶體后，由于電子殼層的交疊，電子不再完全局限于某一個(gè)原子上，可以由一個(gè)原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子上去。因而，電子將可以在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)稱為電子的共有化運(yùn)動(dòng)。

能帶：考慮由N個(gè)原子組成的晶體，N是一個(gè)很大的數(shù)值。假設(shè)N個(gè)原子相距很遠(yuǎn)時(shí)，則每個(gè)原子的能級(jí)都和孤立原子的一樣，都為N度簡(jiǎn)并。當(dāng)N個(gè)原子相互靠近結(jié)合成晶體后，每個(gè)電子都要受到周圍原子勢(shì)場(chǎng)的作用，其結(jié)果是每一個(gè)N度簡(jiǎn)并的能級(jí)都分裂成N個(gè)彼此相距很近的能級(jí)，這些能級(jí)組成一個(gè)能帶。

禁帶：分裂的每一個(gè)能帶都稱為允帶，允帶之間沒有能級(jí)，即能帶結(jié)構(gòu)中能態(tài)密度為零的能量區(qū)間，稱為禁帶。

準(zhǔn)自由電子：假設(shè)晶體中有一個(gè)很弱的周期勢(shì)場(chǎng)，則電子的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)當(dāng)與自由電子比較接近，但同時(shí)也體現(xiàn)出周期勢(shì)場(chǎng)中電子狀態(tài)的新特點(diǎn)，這樣的電子稱為準(zhǔn)自由電子。

直接帶隙半導(dǎo)體：導(dǎo)帶和價(jià)帶極值對(duì)應(yīng)于相同波矢的半導(dǎo)體。

施主雜質(zhì)電離：電子脫離施主雜質(zhì)原子束縛的過(guò)程稱為施主雜質(zhì)電離。

受主雜質(zhì)電離：空穴掙脫受主雜質(zhì)原子束縛的過(guò)程稱為受主雜質(zhì)電離。

雜質(zhì)的補(bǔ)償作用：施主和受主雜質(zhì)之間互相抵消的作用通常稱為雜質(zhì)的補(bǔ)償作用。

伯格斯矢量：當(dāng)位錯(cuò)在晶體內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，原子沿著某一特定的方向相對(duì)于其鄰近原子改變了某一特定的距離，表示這種原子位移的矢量定義為位錯(cuò)的伯格斯矢量。

熱平衡狀態(tài)：在一定溫度下，如果沒有其他外界作用，半導(dǎo)體中的電子從不斷熱振動(dòng)的晶格中獲得一定的能量，就可能從低能量的量子態(tài)躍遷到高能量的量子態(tài)，使導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴增加，這就是載流子的產(chǎn)生。與此同時(shí)，電子也可以從高能量的量子態(tài)躍遷到低能量的量子態(tài)，并向晶格放出一定能量，從而使導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴不斷減少，這就是載流子的復(fù)合。當(dāng)這兩個(gè)相反的過(guò)程之間建立起動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，稱為熱平衡狀態(tài)。

熱平衡載流子：熱平衡狀態(tài)下的導(dǎo)電電子和空穴稱為熱平衡載流子。

非簡(jiǎn)并性系統(tǒng)：服從玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)率的電子系統(tǒng)稱為非簡(jiǎn)并性系統(tǒng)。

簡(jiǎn)并性系統(tǒng)：服從費(fèi)米統(tǒng)計(jì)率的電子系統(tǒng)稱為簡(jiǎn)并性系統(tǒng)。

載流子的簡(jiǎn)并化：導(dǎo)帶中的電子及價(jià)帶中的空穴統(tǒng)計(jì)分布不能用玻爾茲曼分布函數(shù)描述，而必須用費(fèi)米分布函數(shù)描述的情況稱為載流子的簡(jiǎn)并化。

低溫載流子凍析：溫度低于100K時(shí)，施主雜質(zhì)只有部分電離，尚有部分載流子被凍析在雜質(zhì)能級(jí)上，對(duì)于導(dǎo)電沒有貢獻(xiàn)，這種現(xiàn)象稱為低溫載流子凍析效應(yīng)。

雜質(zhì)能帶：在簡(jiǎn)并半導(dǎo)體中，雜質(zhì)濃度高，雜質(zhì)原子間間隔較小，導(dǎo)致其電子波函數(shù)發(fā)生交疊，使孤立的雜質(zhì)能級(jí)擴(kuò)展為能帶，稱為雜質(zhì)能帶。

雜質(zhì)帶導(dǎo)電：雜質(zhì)能帶中的電子通過(guò)在雜質(zhì)原子之間的共有化運(yùn)動(dòng)參與導(dǎo)電的現(xiàn)象稱為雜質(zhì)帶導(dǎo)電。

禁帶變窄效應(yīng)：當(dāng)雜質(zhì)能帶進(jìn)入導(dǎo)帶或價(jià)帶，并與導(dǎo)帶或價(jià)帶相連，形成新的簡(jiǎn)并能帶，使能帶的狀態(tài)密度發(fā)生了變化，簡(jiǎn)并能帶的尾部伸入到禁帶中，導(dǎo)致禁帶寬度減小，故重?fù)诫s時(shí)禁帶寬度變窄，稱為禁帶變窄效應(yīng)。

漂移速度：定向運(yùn)動(dòng)的速度稱為漂移速度。

散射：載流子在半導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)不斷地與熱振動(dòng)著的晶格原子或電離的雜質(zhì)離子發(fā)生碰撞，碰撞后載流子速度的大小和方向就發(fā)生改變，這一過(guò)程稱為散射。

平均自由程：連續(xù)兩次散射間自由運(yùn)動(dòng)的平均路程稱為平均自由程。

中性雜質(zhì)散射：低溫下雜質(zhì)沒有充分電離，沒有電離的雜質(zhì)呈中性，這種中性雜質(zhì)也對(duì)周期性勢(shì)場(chǎng)有一定的微擾作用而引起散射，這種雜質(zhì)稱為中性雜質(zhì)散射。

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