**半导体物理试题详解**
半导体物理学是电子工程、材料科学、微电子学等领域的基础课程，主要研究固体中尤其是半导体中的电子行为。东南大学2000年的半导体物理考研试题涵盖了许多核心概念，以下是对其中一些重点知识的详细解析：
### 一、半导体的基本性质
1. **能带理论**：在固体物理学中，能带理论是理解半导体性质的关键。半导体的导电性来源于价带和导带之间的电子跃迁。在绝缘体中，价带与导带之间存在禁带，而在金属中，这两个带重叠，使得电子容易在带间移动。半导体的禁带宽度介于两者之间。
2. **本征半导体**：未掺杂的半导体，如硅(Si)和锗(Ge)，其导电性主要由热激发的电子从价带跃迁到导带引起。
3. **n型和p型半导体**：通过掺杂，可以形成两种类型的半导体。在n型半导体中，如掺杂磷(P)，价带中的电子容易跃迁至导带，留下带正电的空穴；在p型半导体，如掺杂硼(B)，会多余一个价电子，容易被激发形成自由电子，而留下的空位被称为空穴，带负电。
### 二、载流子的统计分布
1. **费米-狄拉克分布**：在半导体中，电子的能量状态遵循费米-狄拉克统计，决定了电子在不同能量态上的概率分布。
2. **费米能级**：在绝对零度时，最高被占据的电子能级称为费米能级，决定了半导体的导电性。
### 三、半导体器件的基本原理
1. **二极管**：二极管是由p型和n型半导体组成的，形成一个pn结。在反向偏置时，二极管截止；在正向偏置时，pn结导通，形成电流。
2. **晶体管**：晶体管，尤其是BJT（双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管），是半导体电路中的基本放大元件，通过控制基极（BJT）或栅极（MOSFET）电流来调节集电极（BJT）或漏极（MOSFET）电流。
### 四、半导体的光学性质
1. **光电效应**：光照射在半导体上，当光子能量大于禁带宽度时，可以将价带电子激发到导带，形成光电流。
2. **光伏效应**：光伏电池的工作原理就是基于光电效应，利用太阳光产生电动势。
### 五、半导体的热电性质
1. **热电效应**：包括塞贝克效应（热电偶）和珀尔帖效应（制冷或制热）。半导体材料的热电性能可用于制造热电偶和热电制冷器。
### 六、量子效应
1. **量子阱和超晶格**：在薄膜半导体技术中，通过设计能级结构，可以形成量子阱和超晶格，这些量子效应可以改变半导体的电荷传输特性，用于高速电子器件和激光器。
在东南大学2000年的半导体物理考研试题中，考生可能需要理解和应用上述知识，包括半导体的基本性质、载流子的行为、半导体器件的原理以及各种物理效应。深入理解这些概念对于解决实际问题和设计新型半导体器件至关重要。
