半导体物理学讲义转(2)

2.闪锌矿结构和混合键

III-V族化合物半导体绝大多数具有闪锌矿型结构。闪锌矿结构由两类原子各自组成的面心立方晶胞沿立方体的空间对角线滑移了1/4空间对角线长度套构成的。每个原子被四个异族原子包围。

两类原子间除了依靠共价键结合外，还有一定的离子键成分，但共价键结合占优势。在垂直于[111]方向，闪锌矿结构是由一系列III族原子层和V族原子层构成的双原子层堆积起来的。3.纤锌矿型结构

纤锌矿型结构和闪锌矿型结构相接近，它也是以正四面体结构为基础构成的，但是它具

有六方对称性，而不是立方对称性，图2为纤锌矿型结构示意图，它是由两类原子各自组成的六方排列的双原子层堆积而成。两类原子的结合为混合键，但离子键结合占优势。

第二节半导体中的电子状态和能带

本节要点

1.电子的共有化运动，.导带、价带、禁带的形成；2.周期性波函数；

3.导体、半导体、绝缘体的能带与导电性能的差异。

1.原子的能级和晶体的能带

电子共有化运动：由于相邻原子的“相似”电子壳层发生交叠，电子不再局限在某一个原子上而在整个晶体中的相似壳层间运动，引起相应的共有化运动。

能级的分裂：n个原子尚未结合成晶体时，每个能级都是n度简并的，当它们靠近结合成晶体后，每个电子都受到周围原子势场的作用，每个n度简并的能级都分裂成n个彼此相距很近的能级。

允带、禁带的形成：同一能级分裂的n个彼此相近的能级组成一个能带，称为允带，允带之间因没有允许能级，称为禁带。

2.半导体中的电子的状态和能带

自由电子具有波粒二象性，遵守定态薛定谔方程；