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商品描述
本書為高等學校電子信息、材料類、物理類相關專業教材，以貫徹全國教育大會和全省教育大會精神為指導，立足深化高等教育教學改革、提高高等教育教學質量和人才培養水平、推動一流本科課程建設的實際需要，是一本適用於線上線下混合式教學的半導體物理基礎簡明教材。全書共6章，首先介紹課程的混合式教學設計方案，明確教學目標、教學內容、教學過程與學習評價的基本思路；隨後系統講解半導體中的電子狀態、雜質和缺陷、載流子濃度、載流子輸運以及非平衡載流子等核心知識。各章內容由淺入深，註重基本概念、基本原理和基本分析方法之間的銜接，力求以簡明清晰的方式幫助學生理解半導體材料的微觀結構、載流子運動規律及其主要物理特性。本書將專業知識學習與混合式教學組織有機結合，既可為教師開展課堂教學、線上學習和教學評價提供參考，也有助於學生構建較為完整的半導體物理基礎知識體系，為後續學習半導體器件、微電子技術及相關專業課程奠定基礎。
目錄大綱
目 錄
第1章 線上線下混合式教學模式 1
1.1 混合式教學的產生背景 1
1.2 混合式教學的基本理念 3
1.3 混合式教學的基本流程 5
1.4 混合式教學的特色與問題 9
第2章 半導體入門知識 14
第1課時 14
2.1 半導體基本概念範疇 15
2.2 半導體發展簡史 16
課後思考 20
課後習題 20
綜合案例 21
第3章 半導體中的電子狀態 22
第2課時 22
3.1 半導體的晶格結構和結合性質 22
3.2 半導體中的電子狀態和能帶 23
3.2.1 原子的能級到晶體的能帶 24
課後思考 26
第3課時 27
3.2.2 晶體能帶的量子表述 27
課後思考 31
第4課時 32
3.2.3 導體、半導體、絕緣體能帶 32
3.3 半導體中電子的運動 34
3.4 電子的另一種表現形式——空穴 39
第5課時 40
3.5 回旋共振 40
3.6 矽和鍺的能帶結構 45
綜合案例 51
課後習題 51
第4章 半導體中的雜質和缺陷能級 54
第6課時 54
4.1 矽、鍺晶體中的雜質能級 55
課後思考 61
第7課時 62
4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的雜質能級 62
4.3 缺陷、位錯能級 63
綜合案例 65
課後習題 65
第5章 半導體中載流子的統計分布 67
第8課時 67
5.1 狀態密度（量子態分布） 68
5.2 載流子的統計分布 71
第9課時 77
5.3 本征半導體的載流子濃度 77
第10課時 84
5.4 雜質半導體的載流子濃度 84
第11課時 92
第12課時 98
綜合案例 101
課後習題 101
第6章 半導體的導電性 105
第13課時 105
6.1 載流子的漂移運動和遷移率 105
6.2 載流子的散射 108
第14課時 111
6.3 遷移率與雜質濃度、溫度的關系 111
6.4 電阻率與雜質濃度、溫度的關系 116
綜合案例 122
課後習題 122
第7章 非平衡載流子 124
第15課時 124
7.1 非平衡載流子的註入與復合 124
7.2 非平衡載流子壽命和復合理論 127
7.2.1 非平衡載流子壽命 127
7.2.2 準費米能級 128
7.2.3 復合理論 129
第16課時 140
7.3 載流子的擴散運動 140
7.4 載流子的漂移運動（愛因斯坦關系式） 144
綜合案例 147
課後習題 147
第8章 pn結 149
第17課時 149
8.1 pn結的形成及其基本結構 150
8.1.1 合金法制備的pn結及其雜質分布 150
8.1.2 擴散法制備的pn結及其雜質分布 151
8.1.3 制備pn結的其他方法 152
8.2 平衡pn結及其能帶 153
8.2.1 平衡pn結 153
8.2.2 平衡pn結的能帶 154
第18課時 156
8.3 平衡pn結的靜電特性 156
8.3.1 平衡pn結的接觸電勢差 156
8.3.2 平衡pn結的載流子分布 157
第19課時 159
8.4 pn結的電流?電壓特性 159
8.4.1 非平衡狀態下的pn結 159
第20課時 162
8.4.2 理想pn結模型的電流?電壓方程 162
8.4.3 pn結的電流?電壓特性較理想方程的偏離 167
第21課時 172
8.5 pn結電容 172
8.5.1 pn結電容及其來源 172
8.5.2 突變結的勢壘電容 173
第22課時 181
8.6 pn結擊穿 181
8.6.1 雪崩擊穿 182
8.6.2 隧道擊穿 184
8.6.3 熱電擊穿 186
8.7 pn結隧道效應 187
課後習題 189
第9章 金屬?半導體接觸 193
第23課時 193
9.1 金屬?半導體接觸及其能帶 194
9.1.1 金屬和半導體的功函數 194
9.1.2 有功函數差的金屬與半導體接觸 195
9.1.3 表面態對接觸勢壘的影響 198
第24課時 200
9.2 金屬?半導體接觸的整流理論 200
9.2.1 擴散理論 201
9.2.2 熱電子發射理論 205
9.2.3 鏡像力和隧道效應的影響 207
第25課時 210
9.2.4 肖特基二極管 210
9.3 少子的註入和歐姆接觸 211
9.3.1 少子的註入 211
9.3.2 歐姆接觸 213
課後習題 214
第10章 半導體表面和MIS結構 217
第26課時 217
10.1 表面態 218
10.1.1 理想表面模型 218
10.1.2 實際半導體表面 220
10.2 表面電場效應與MIS結構 220
10.2.1 表面電場的產生及應用 221
10.2.2 理想MIS結構 221
第27課時 223
10.2.3 空間電荷層及表面勢 223
10.2.4 空間電荷層的電場、電勢和電容 225
第28課時 236
10.3 MIS結構的C-V特性 236
10.3.1 理想MIS結構的C-V特性 236
10.3.2 實際MIS結構的C-V特性 242
第29課時 246
10.4 矽?二氧化矽系統的性質 246
10.4.1 矽?二氧化矽系統中的電荷和能量狀態 247
10.4.2 矽?二氧化矽系統的優化方法 252
10.5 表面電導及遷移率 253
10.5.1 表面電導 253
10.5.2 表面載流子的有效遷移率 255
課後習題 256
第11章 半導體異質結構 259
第30課時 259
11.1 異質結的分類及其能帶結構 260
11.1.1 異質結的分類 260
11.1.2 理想異質結的能帶結構 261
11.1.3 界面態對異質結能帶結構的影響 264
第31課時 266
11.2 異質結的特性及其應用 266
11.2.1 pn異質結的J-V特性 266
11.2.2 pn異質結的註入特性 271
11.2.3 異質結的應用 272
第32課時 275
11.3 量子阱和超晶格 275
11.3.1 量子阱 275
11.3.2 超晶格 279
課後習題 283
參考文獻 284
致謝 285
