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山東建筑大學碩士研究生入學考試
《半導體物理》考試大綱
本大綱適用于山東建筑大學凝聚態物理的碩士研究生入學考試。半導體物理
學是現代微電子學與固體電子學的重要基礎理論課程，它的主要內容包括半導體
的晶格結構和電子狀態；雜質和缺陷能級；載流子的統計分布；載流子的散射及
電導問題；非平衡載流子的產生、復合及其運動規律；半導體的表面和界面─包
括 p－n 結、金屬半導體接觸、半導體表面及 MIS 結構、異質結；半導體的光、
熱、磁、壓阻等物理現象和非晶半導體部分。要求考生對其基本概念有較深入的
了解，能夠系統地掌握書中基本定律的推導、證明和應用，并具有綜合運用所學
知識分析問題和解決問題的能力。
（一）半導體的晶格結構和電子狀態
1．了解半導體的晶格結構和結合性質的基本概念。
2．理解半導體中的電子狀態和能帶的基本概念。
3．掌握半導體中的電子運動規律，理解有效質量的意義。
4．理解本征半導體的導電機構，理解空穴的概念。
5．熟練掌握空間等能面和回旋共振的相關公式推導、并能靈活運用。
6．理解硅和鍺的能帶結構，掌握有效質量的計算方法。
7．了解 III－V 族化合物半導體的能帶結構。
8．了解 II－VI 族化合物半導體的能帶結構。
（二）半導體中雜質和缺陷能級
1．理解替位式雜質、間隙式雜質、施主雜質、施主能級、受主雜質、受主
能級的概念。
2．簡單計算淺能級雜質電離能。
3．了解雜質的補償作用、深能級雜質的概念。
4．了解 III－V 族化合物中雜質能級的概念。
5．理解點缺陷、位錯的概念。
（三）半導體中載流子的統計分布
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1．深入理解并熟練掌握狀態密度的概念和表示方法。
2．深入理解并熟練掌握費米能級和載流子的統計分布。
3．深入理解并熟練掌握本征半導體的載流子濃度的概念和表示方法。
4．深入理解并熟練掌握雜質半導體的載流子濃度的概念和表示方法。
5．理解并掌握一般情況下的載流子統計分布。
6．深入理解并熟練掌握簡并半導體的概念，簡并半導體的載流子濃度的表
示方法，簡并化條件。
（四）半導體的導電性
1．深入理解遷移率的概念。并熟練掌握載流子的漂移運動，包括公式。
2．深入理解載流子的散射的概念。
3．深入理解并熟練掌握遷移率與雜質濃度和溫度的關系，包括公式。
4．深入理解并熟練掌握電阻率及其與雜質濃度和溫度的關系，包括公式。
5．深入理解電導率的統計理論。并熟練掌握玻爾茲曼方程。
6．了解強電場下的效應和熱載流子的概念。
（五）非平衡載流子
1．深入理解非平衡載流子的注入與復合的概念，包括表達式。
2．深入理解非平衡載流子的壽命的概念，包括表達式、能帶示意圖。
3．深入理解準費米能級的概念，包括表達式、能帶示意圖。
4．了解復合理論，理解直接復合、間接復合、表面復合、俄歇復合的概念，
包括表達式、能帶示意圖。
5．了解陷阱效應，包括表達式、能帶示意圖。
6．深入理解并熟練掌握載流子的擴散運動，包括公式。
7．深入理解并熟練掌握載流子的漂移運動，愛因斯坦關系式，并能靈活運
用。
8．深入理解并熟練掌握連續性方程式，并能靈活運用。
（六）p-n 結
1．深入理解并熟練掌握 p-n 結及其能帶圖，包括公式、能帶示意圖。
2．深入理解并熟練掌握 p-n 結電流電壓特性，包括公式、能帶示意圖。
3．深入理解 p-n 結電容的概念，熟練掌握 p－n 結電容表達式、能帶示意圖。
4．深入理解雪崩擊穿、隧道擊穿熱擊穿的概念。
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5．了解 p-n 結隧道效應。
（七）金屬和半導體的接觸
1．了解金屬半導體接觸及其能帶圖。理解功函數、接觸電勢差的概念，包
括公式、能帶示意圖。了解表面態對接觸勢壘的影響。
2．了解金屬半導體接觸整流理論。深入理解并熟練掌握擴散理論、熱電子
發射理論、鏡像力和隧道效應的影響、肖特基勢壘二極管的概念。
3．了解少數載流子的注入和歐姆接觸的概念。
（八）半導體表面與 MIS 結構
1．深入理解表面態的概念。
2．深入理解表面電場效應，空間電荷層及表面勢的概念，包括能帶示意圖。
深入理解并熟練掌握表面空間電荷層的電場、電勢和電容的關系，包括公式、示
意圖。并能靈活運用。
3．深入理解并熟練掌握 MIS 結構的電容－電壓特性，包括公式、示意圖。
并能靈活運用。
4．深入理解并熟練掌握硅-二氧化硅系數的性質，包括公式、示意圖。并能
靈活運用。
5．理解表面電導及遷移率的概念。
6．了解表面電場對 p-n 結特性的影響。
（九）異質結
1．理解異質結及其能帶圖，并能畫出示意圖。
2．了解異質結的電流輸運機構。
3．了解異質結在器件中的應用。
4．了解半導體超晶格的概念。
（十）半導體的光、熱、磁、壓阻等物理現象
1．了解半導體的光學常數，理解折射率、吸收系數、反射系數、透射系數
的概念；了解半導體的光吸收現象，理解本征吸收、直接躍遷、間接躍遷的概念；
了解半導體的光電導的概念；理解并掌握半導體的光生伏特效應，光電池的電流
電壓特性的表達式；了解半導體發光現象，理解輻射躍遷、發光效率、電致發光
的概念；了解半導體激光的基本原理和物理過程，理解自發輻射、受激輻射、分
布反轉的概念。
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2．了解熱電效應的一般描述，半導體的溫差電動勢率，半導體的珀耳帖效
應，半導體的湯姆孫效應，半導體的熱導率，半導體熱電效應的應用。
3．理解并掌握霍耳效應的概念和表示方法。理解磁阻效應。了解磁光效應，
量子化霍耳效應，熱磁效應，光磁電效應，壓阻效應。了解聲波和載流子的相互
作用。
主要參考書目：
[1] 劉恩科，朱秉升，羅晉生．《半導體物理學》，電子工業出版社，2008。
[2] 季振國，《半導體物理》，浙江大學出版社，2005。
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