半导体物理考试大纲
一、考试科目基本要求及适用范围概述：?
主要内容为：半导体的晶格结构和电子状态；杂质和缺陷能级；载流子的统计分布；载流子的散射及电导问题；非平衡载流子的产生、复合及其运动规律；pn结；金属和半导体的接触；半导体表面与MIS结构；半导体异质结构；半导体的光、热、磁、压阻等物理现象。要求考生熟练掌握《半导体物理》课程的基本概念与基本运算，并能加以灵活应用。
二、考试形式和试卷结构
试题题型为计算题。
三、考试内容?
（一）半导体中的电子状态?
1.?半导体的晶格结构和结合性质；
2.?半导体中的电子状态和能带；
3.?半导体中的电子运动和有效质量；?
4.?本征半导体的导电机构；?
5.?回旋共振；
6.?硅和锗的能带结构；
7.?III－V族化合物半导体的能带结构；
8.?II－VI族化合物半导体的能带结构。
（二）半导体中杂质和缺陷能级
1.?硅、锗晶体中的杂质能级；?
2.?III－V族化合物中杂质能级；?
3.?缺陷、位错能级。?
（三）半导体中载流子的统计分布?
1.?状态密度；?
2.?费米能级和载流子的统计分布；?
3.?本征半导体的载流子浓度；?
4.?杂质半导体的载流子浓度;
5.?一般情况下的载流子统计分布;
6.?简并半导体。
（四）半导体的导电性?
1.?载流子的漂移运动和迁移率；?
2.?载流子的散射；?
3.?迁移率与杂质浓度和温度的关系；?
4.?电阻率及其与杂质浓度和温度的关系；?
5.?玻尔兹曼方程、电导率的统计理论；
6.?强电场下的效应、热载流子；
7.?多能谷散射、耿氏效应。
（五）非平衡载流子?
1.?非平衡载流子的注入与复合；?
2.?非平衡载流子的寿命；?
3.?准费米能级；?
4.?复合理论；?
5.?陷阱效应；
6.?载流子的扩散运动；
7.?载流子的漂移扩散、爱因斯坦关系式；
8.?连续性方程；
9.?硅的少数载流子寿命与扩散长度。?
（六）pn结?
1.?pn结及其能带图；?
2.?pn结电流－电压特性；?
3.?pn结电容；?
4.?pn结击穿；?
5.?p-n结隧道效应。
（七）金属和半导体的接触?
1.?金属半导体接触及其能级图；?
2.?金属半导体接触整流理论；?
3.?少数载流子的注入和欧姆接触。?
（八）半导体表面与MIS结构?
1.?表面态；?
2.?表面电场效应；?
3.?MIS结构的C－V特性；
4.?硅─二氧化硅系数的性质；
5.?表面电导及迁移率；
6.?表面电场对pn结特性的影响?
（九）半导体异质结构?
1.?半导体异质结及其能带图；?
2.?半导体异质pn结的电流－电压特性及注入特性；
3.?半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性；
4.?半导体超晶格。?
（十）半导体的光学性质和光电与发光现象?
1.?半导体的光学常数；?
2.?半导体的光吸收；
3.?半导体的光电导；
4.?半导体的光生伏特效应；
5.?半导体发光；
6.?半导体激光；
7.?半导体异质结在光电器件中的应用。
（十一）半导体的热电性质?
1.?热电效应的一般描述；?
2.?半导体的温差电动势率；
3.?半导体的玻尔帖效应；
4.?半导体的汤姆孙效应；
5.?半导体的热导率；
6.?半导体热电效应的应用。
（十二）半导体磁和压阻效应?
1.?霍耳效应；?
2.?磁阻效应；
3.?磁光效应；
4.?量子化霍耳效应；
5.?热磁效应；
6.?光磁电效应；
7.?压阻效应。
四、考试要求?
（一）半导体中的电子状态?
1.?理解和掌握半导体的晶格结构和结合性质；
2.?理解半导体中的电子状态和能带；
3.?理解半导体中的电子运动和有效质量；?
4.?理解和掌握本征半导体的导电机构；?
5.?理解回旋共振；
6.?理解和掌握硅和锗的能带结构；
7.?理解III－V族化合物半导体的能带结构；
8.?理解II－VI族化合物半导体的能带结构。
（二）半导体中杂质和缺陷能级
1.?理解和掌握硅、锗晶体中的杂质能级；?
2.?理解和掌握III－V族化合物中杂质能级；?
3.?理解和掌握缺陷、位错能级。?
（三）半导体中载流子的统计分布?
1.?理解和掌握状态密度；?
2.?理解和掌握费米能级和载流子的统计分布；?
3.?理解和掌握本征半导体的载流子浓度；?
4.?理解和掌握杂质半导体的载流子浓度;
5.?理解和掌握一般情况下的载流子统计分布;
6.?理解和掌握简并半导体。
（四）半导体的导电性?
1.?理解和掌握载流子的漂移运动和迁移率；?
2.?理解和掌握载流子的散射；?
3.?理解和掌握迁移率与杂质浓度和温度的关系；?
4.?理解和掌握电阻率及其与杂质浓度和温度的关系；?
5.?理解和掌握玻尔兹曼方程、电导率的统计理论；
6.?理解和掌握强电场下的效应、热载流子；
7.?理解多能谷散射、耿氏效应。
（五）非平衡载流子?
1.?理解和掌握非平衡载流子的注入与复合；?
2.?理解和掌握非平衡载流子的寿命；?
3.?理解和掌握准费米能级；?
4.?理解和掌握复合理论；?
5.?理解和掌握陷阱效应；
6.?理解和掌握载流子的扩散运动；
7.?理解和掌握载流子的漂移扩散、爱因斯坦关系式；
8.?理解和掌握连续性方程；
9.?理解和掌握硅的少数载流子寿命与扩散长度。?
（六）pn结?
1.?理解和掌握pn结及其能带图；?
2.?理解和掌握pn结电流－电压特性；?
3.?理解和掌握pn结电容；?
4.?理解和掌握pn结击穿；?
5.?理解和掌握p-n结隧道效应。
（七）金属和半导体的接触?
1.?理解和掌握金属半导体接触及其能级图；?
2.?理解和掌握金属半导体接触整流理论；?
3.?理解和掌握少数载流子的注入和欧姆接触。?
（八）半导体表面与MIS结构?
1.?理解和掌握表面态；?
2.?理解和掌握表面电场效应；?
3.?理解和掌握MIS结构的C－V特性；
4.?理解和掌握硅─二氧化硅系数的性质；
5.?理解和掌握表面电导及迁移率；
6.?理解表面电场对pn结特性的影响?
（九）半导体异质结构?
1.?理解和掌握半导体异质结及其能带图；?
2.?理解和掌握半导体异质pn结的电流－电压特性及注入特性；
3.?理解半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性；
4.?理解和掌握半导体超晶格。?
（十）半导体的光学性质和光电与发光现象?
1.?理解半导体的光学常数；?
2.?理解半导体的光吸收；
3.?理解半导体的光电导；
4.?理解半导体的光生伏特效应；
5.?理解半导体发光；
6.?理解半导体激光；
7.?理解半导体异质结在光电器件中的应用。
（十一）半导体的热电性质?
1.?理解热电效应的一般描述；?
2.?理解半导体的温差电动势率；
3.?理解半导体的玻尔帖效应；
4.?理解半导体的汤姆孙效应；
5.?理解半导体的热导率；
6.?理解半导体热电效应的应用。
（十二）半导体磁和压阻效应?
1.?理解和掌握霍耳效应；?
2.?理解磁阻效应；
3.?理解磁光效应；
4.?理解量子化霍耳效应；
5.?理解热磁效应；
6.?理解光磁电效应；
7.?理解压阻效应。
五、主要参考教材?
刘恩科，朱秉升，罗晋生．《半导体物理学》，电子工业出版社，2023年5月
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