半导体器件物理答案
第 1 章：
3 解：画出原胞可发现，设原胞可分为一个边长为√2a/2 的正十二边体与 2 个边长为√2a/2
的正四面体的组合。
因为
（）
4 解：(a) 金刚石单胞前顶点的原子与位于它下方立方体对角线四分之一处的原子为最近邻
原子，因为立方体的对角线是边长的√3 倍。
所以，d = √3a/4
(b) 硅在室温下的晶格边长为 a = 5.43A，则，x= 2,y=3,z= 4,即（x，y，z）=（2,3,4），
取截距的倒数，并换算为三个最小整数值为（6 4 3）
6 解：体心立方基矢取为 a1 = 0.5a(i +j-k), a2 =(-i + j+k), a3=0.5a(i-j+k)，其倒格子基矢，按定义：
b1= 0.5b(i+j),b2=0.5b(j+k),b3= 0.5b(i+k).可见体心立方的倒格子是晶格常数为 b=4
的
面心立方
9 解：首先考虑被限制在无限深势阱的电子, 在此假定晶体边长为 a 的正方体，由于对称，
仅考虑
为正整数的 1/8 球，在 Kx 方向，两个量子态之间距离为 Kx+1-Kx = π/a，推广至
三维，一个量子态所占据的空间为
= (
)
3
，
k
空间中体积微分为
,
考虑到
Mc
，可得
N(E) = Mc*
.
12 解：磷的施主杂质电离能为 0.044ev，即 Ec -Ed = 0.044eV。
=
+
,77K 本征激发基本为 0，则，
=
，则根据书本公式求得 Ec -Ef
=0.046ev，可得
= 4.1*10
13
cm
-3
16 解：(a) 金的能级注意主要是正电，由于金最外层只有一个电子，为了保持稳定，将倾
向于失去一个电子，而硼最外层有 3 个电子，倾向于得到一个电子来填补晶格中空
位.
（b） 随着金失去电子，硼得到电子，硅晶体中电子数目将增多，空穴数目减少
19 解 (a) b= 3 时，u
p =
450 cm
2
/v*s 时，
欧姆*立方厘米
欧姆*立方厘米
（b）锌与碳为受主能级，硫为施主杂质，净掺杂为 5*10
15
cm
-3
受主杂质，
= 3.125
欧姆*立方厘米。
21 N
D
= 1.69 * 10
17
cm
-3
23
25 Et -Ei = 0.2877 ev
27 净产生率
（
）
可得
28 1.11* 10
-20
s
32
,
= 32.572 us
36 L
p
= 3.162 x 10
-3
cm
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