К О Н С П Е К Т

за курса по ФИЗИКА НА ПОЛУПРОВОДНИЦИ И ДИЕЛЕКТРИЦИ за студентите IIІ курс,
ИНЖЕНЕРНА ФИЗИКА, образователна степен БАКАЛАВЪР
ЗАДОЧНО обучение при ПУ "ПАИСИЙ ХИЛЕНДАРСКИ", гр. Пловдив
1.
Въведение. Метали, диелектрици, полупроводници.
Въведение. Класификация на веществата. Основни положения на класическата електронна теория на проводимост. Моделни представи за механизма на електропроводимост в твърдите тела. Моделни представи за механизма на електропроводимост в полупроводници - собствена проводимост, примесна проводимост (донорна, акцепторна, компенсационна).
2.
Основи на зонната теория на твърдите тела.
Уравнение на Шрьодингер за твърдото тяло. Адиабатно приближение и валентна апроксимация. Едноелектронно приближение. Енергетичен спектър та електроните в кристала. Квазиимпулс. Зони на Брилуен. Приведена зона на Брилуен.
3.
Ефективна маса на заредените частици в кристала.
Движение на електрон в кристала под въздействие на външно електрично поле. Ефективна маса - на електрон и на дупка. Метод на ефективната маса. Елементарна теория на примесните състояния - донорни и акцепторни примеси, "плитки" и "дълбоки" енергетични нива.
4.
Статистика на точкови носители.
Електронеутралност в полупроводниците и диелектриците. Разпределение на електроните и дупките по енергетичните състояния в зоните и на дискретни нива. Плътност на състоянията и равновесна концентрация на носителите на заряд в кристални полупроводници. Ниво на Ферми и равновесна концентрация на носителите на заряд в неизродени собствени полупроводници. Закон на действащите маси. Ниво на Ферми и равновесна концентрация на носителите на заряд в неизродени полупроводници, съдържащи донори. Ниво на Ферми и равновесна концентрация на носителите на заряд в неизродени полупроводници, съдържащи акцептори. Ниво на Ферми и равновесна концентрация на носителите на заряд в неизродени полупроводници, съдържащи донори и акцептори. Изродени полупроводници.
5.
Кинетични явления в полупроводници.
Основни понятия за електропроводимостта на полупроводниците. Термоелектрични явления - ефект на Зеебек, ефект на Пелтие, ефект на Томсън, Ефект на Хол. Галваномагнитни и термомагнитни явления - магниторезистивен ефект, ефект на Етингсхаузен, ефект на Нернст, термомагнитни явления. Уравнение на Айнщайн.
6.
Контактни явления.
Явления на контакта полупроводник - метал. Контактен p-n преход. Контактен p-i-n преход. Контактни проходи n+-n и p+-p. Хетеропреходи.
7.
Повърхностни явления.
Повърхностни енергетични нива. Изменение на повърхностната проводимост при изкривяване на зоните. Ефект на полето и повърхностни състояния. Повърхностна рекомбинация.
8.
Йонна електропроводимост и миграционна поляризация в полупроводници и диелектрици.
Дефекти по Шотки - единични ваканции, двойка ваканции. Дефекти по Френкел. Цветни центрове в йонните кристали. Йонна електропроводимост - метод на Тубанд. Йонно-релаксационна поляризация. Миграционно-йонна поляризация. Междуслойна поляризация.
9.
Поляризация на диелектрици без проводимост в постоянно електрично поле.
Поляризация на диелектрика - индуцирана, ориентационна, йонна. Средно и локално електрично поле в диелектрици без проводимост. Уравнение на Клаузиус-Мосоти. Диполна поляризуемост. Поляризация на твърди йонни диелектрици.
10.
Поляризация на диелектрици и полупроводници в променливо електрично поле. Диелектрични загуби.
Поляризация на еднородни диелектрици при изменение на електричното поле. Преходни процеси при включване и изключване на постоянно електрично поле. Връзка между времето на релаксация и времето на "заседнал" живот на молекула-дипол. Поляризация при непрекъснато изменение на поляризиращото поле. Поляризация в синусоидално поляризиращо поле. Активна и реактивна поляризация в синусоидално поле. Диелектрични загуби в диелектрици с релаксационна поляризация и проводимост. Диелектрични загуби в еднороден диелектрик за синусоидално поле. Тангенс от ъгъла на диелектричните загуби при синусоидално поле. Комплексна диелектрична проницаемост. Диаграма на Коул-Коул. Температурна зависимост на диелектричните загуби.