复旦纳米材料和功能器件课件02半导体

11什么是半导体？22BandTheoryofBondinginSolidslChangingfrom“Bond”to“Band”nInsolidwherehugenumberofatomsexist(&closelypack),discreteMOsbecomecontinuousbands.233BandStructureslValenceBand(BondingorbitalsinMO)lConductionBand(NonbondingorbitalsinMO)lBandgap(Eg)lFermienergy(inmetal)344半导体与金属的电阻率随温度的变化55材料的费米能级（EF）66本征半导体(IntrinsicSemiconductor)77掺杂半导体88半导体中的费米能级（EF）99半导体P-N结的形成10PN结的电学特性1111PN结的电流特性1212晶体结构中“倒格子”概念1313波矢空间（倒易空间）对于一个简谐波动方程A=A0cos(ωt-kx),k=2π/λ，在一维情况下表示为波数，扩展到三维k=k02π/λ就是波矢。波矢和基本矢量一样，从方向大小两个方面来说：a.方向反映了波的传播方向；b.大小和波长有关，或者说‘波数’，就是完备地描述了波的物理量。1414直接带隙与间接带隙半导体1515发光二极管（LED）1616三种半导体的复合界面1717半导体材料的发光特性18场效应晶体管（FieldEffectTransistor）1919场效应晶体管的工作曲线2020使用MOSFET组装逻辑电路2121CMOS逻辑电路2222异或门（XOR）虽然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中相当普遍地使用分立的异或门。大多数开关技术不能直接实现异或功能，而是使用多个门设计。逻辑表达式：（⊕为“异或”运算符）AB输出000011101110