книги из ГПНТБ / Петровский, И. И. Электронная теория полупроводников. Введение в теорию учеб. пособие
.pdfРЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Бете Г., Зоммерфельд А. Электронная теория металлов. М.—Д.,
1938.
Вильсон А. Квантовая теория металлов. М.— Л., 1941. Волькенштейн Ф. Ф. Электропроводность полупроводников.
М,— Л., 1947.
Данлэп У. Введение в физику полупроводников. М., 1959. Добрецов J1. Н. Электронная и ионная эмиссия. М.— Л., 1952. Жданов Г. С. Физика твердого тела. М.. 1962.
Зейтц Ф. Современная теория твердого тела. М.— Л., 1949. Иоффе А. Ф. Полупроводники в современной физике. М.— Л.,
1954.
Иоффе А. Ф. Полупроводниковые термоэлементы. М.—Л., 1956. Иофіфе А. Ф, Физика полупроводников. М.— Л., 1957.
Киттель К. Введение в физику твердого тела. М.—Л., 1957. Кристаллические детекторы. Ч. 1, II. М., 1950.
Мотт Н., Герни Р. Электронные процессы в ионных кристаллах.
М.. 1950.
Пайерлс Р. Квантовая теория твердых тел. М., 1956.
Пекар С. И. Исследования по электронной теории кристаллов. М,— Л., 1951.
Пикус Г. Е. Основы теории полупроводниковых приборов. М„ 1965.
Полупроводники в науке и технике. Т. I, II. Под ред. А. Ф. Иоф фе. М,— Л„ 1957.
Райт Д. Полупроводники. М., 1957. Смит Р. Полупроводники. М., 1962.
Стильбанс Л. С. Физика полупроводников. М., 1967.
Френкель Я. И. Введение в теорию металлов. М.— Л., 1950. Хениш Г. Полупроводниковые выпрямители. М.. 1951. Цидильковский И. М. Электроны и дырки в полупроводниках.
М„ 1972.
Шокли В. Теория электронных полупроводников. М., 1953.
Акцепторы 114, 116 Вектор магнитной индукции 245 Вероятность распределения
электронов по энергиям 43, 90
— термодинамическая 46 Волна де Бройля 18, 88, 90, 170 Волновой вектор 18, 32, 36, 89
— пакет 90 Волновая периодичность 33
— функция электрона 23, 62, 77, 88, 89
------ для одномерного кристал ла 29
------ для трехмерного кристал ла 35, 84, 86
Высота приконтактного потен циального барьера 178, 196, 202, 206, 208, 209
Групповая скорость 22 Дефекты решетки 111, 112, 113 Диэлектрики 102, 107 Длина свободного пробега
электрона 9 Доноры 113
Дырки 109, 110, 114, 117, 125, 165
Закон больших чисел 43
—Видемана—Франца 12
—Пуля 161
—Френкеля 161 Запирающий слой 185 Заряд электрона 5 Зона валентная 98
—запрещенная 102, 107
—проводимости 107, 108 Импульс свободной частицы 89
—фотона 17
—электрона 38
—средний 91
Квазиимпульс 89 |
|
|
|
||
Квантовые числа 37 |
|
|
|||
Контактная |
разность потенциа |
||||
лов 61 |
|
|
|
тока |
|
Концентрация носителей |
|||||
138, |
185, |
186, |
188, |
196, |
201, |
238, 239, 248 |
|
|
|
||
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
—примесей 142, 157
—свободных дырок 195
—электронов 180, 181, 191, 197,
201
Коэффициент термоэдс 211, 219, 221, 222, 223, 225
—Пельтье 212,216,217, 220, 221
—Томсона 212, 219 Максвелла—Больцмана стати
стика 138
Масса эффективная (электро нов и дырок) 121— 126
— фотона 17 Метод Кронпга—Пенни 64
Напряженность поля электриче ского приконтактного 183
—• электрического, вызванного диффузией носителей тока 224
Плотность |
тока 8, |
10, |
11, |
143, |
|
172, |
174, |
246 |
|
11, |
168 |
Подвижность носителей |
|||||
Поле |
периодическое |
104, |
105, |
||
111 |
|
|
|
|
|
Полупроводники 103
—примесные 135
—собственные (беспримесные) 128, 158
Постоянная Больцмана 6
Потенциальная энергия элек трона 112
— яма 26, 64
Потенциальный барьер 26, 60, 64
Принцип Паули 42, 97, 101 Пробой полупроводника 166 Проводимость ПО, 111, 115 Работа выхода 60
—электрона из полупроводни ка фотоэлектрическая 230
—внешняя 169
—термодинамическая 180
—электрона из металла 222
—электрона из полупроводни
ка 222
261
Радиус |
кривизны |
траектории |
Формула Эйлера 18, 30 |
частицы 251 |
|
Фотоэдс в полупроводниках |
|
Распределение Максвелла 56, |
240, 241 |
||
139 |
|
|
Фотопроводимость 232 |
Рассеяние носителей на ионизо |
Фотоэффект аномальный 240 |
||
ванных примесях |
150 |
— внешний 226 |
|
------ на |
тепловых |
колебаниях |
— внутренний 232 |
решетки 149 |
уровней |
Штар- |
Функция распределения дырок |
||||||||
Расщепление |
131 |
|
|
|
|
||||||
ковское 163 |
140 |
|
|
|
|
------ электронов 44, 131 |
|
||||
Рекомбинация |
|
|
- |
|
------ Максвелла |
139 |
49, 50, |
||||
Решетка кристаллическая |
|
------■Ферми—Дирака |
|||||||||
------ гетерополярная |
103, |
117 |
53, 55, 127, 129, 131 |
|
|
||||||
------ гомеополярная |
103 |
|
|
|
Холла постоянная 245, 247, 248 |
||||||
— — периодическая 111 |
|
|
|
Частота колебаний цикличе |
|||||||
------ германия |
103, 104 |
|
|
|
ская 121 |
|
|
|
|
||
------ кремния 103, 104 |
|
|
|
Число возможных состояний |
|||||||
Свободный электрон 95, 96, 120 |
электронов |
39 |
|
|
|||||||
Связь ковалентная |
(гомеопо |
Ширина запрещенной зоны 83 |
|||||||||
лярная) 104,410, |
116 |
|
|
— энергетических зон 76, 80, 81 |
|||||||
Сила Лоренца |
245 |
|
|
|
|
Электроны проводимости 81 |
|||||
Скорость электрона 7, 90, 246 |
Электронный ток 192, 193, 194 |
||||||||||
— носителей 160 |
электриче |
Электропроводность |
металла |
||||||||
— распространения |
удельная 49 |
|
|
|
115, |
||||||
ского тока в проводнике 7 |
— полупроводников 108, |
||||||||||
—• теплов.ого движения молекул |
116, 141— 168, 159 |
|
|
||||||||
газа 7 |
|
|
|
|
|
|
— влияние корпускулярных из |
||||
Состояние вырожденное 37, 53, |
лучений 168 |
|
|
|
|
||||||
55 |
|
|
|
106 |
|
— влияние электрического поля |
|||||
Спектр энергетический |
83 |
161, 162 |
|
уровни |
81 |
||||||
— энергии электрона 73, |
74, |
Энергетические |
|||||||||
Средняя |
плотность объемного |
Энергия кванта |
227 |
|
|
||||||
заряда |
203 |
|
|
|
|
|
— электронов свободная 48, 170 |
||||
Стоячие волны 31 |
|
|
|
|
полная 120 |
|
|
|
|||
Теория Ферми—Дирака 42 |
|
------ потенциальная 15, 62, 87 |
|||||||||
-*■ Друде—Лоренца |
5, |
13 |
|
121 |
— электрона 26, 28, 32, 36 |
||||||
— Зоммерфельда 25, 62, 75, |
•— теплового |
движения |
элек |
||||||||
Температура вырождения 59 |
169 |
тронов средняя 7, 54 |
|
||||||||
Термоэлектронная |
эмиссия |
— фотона 17 |
|
|
|
|
|||||
Теплоемкость диэлектриков мо |
Энтропия 15 |
|
|
|
|
||||||
лярная |
14, |
59 |
|
14, 59 |
|
Эффект Нернста 256 |
|
|
|||
— металлов молярная |
|
— Нернста—Эттинсгаузена 258 |
|||||||||
— электронного газа 59 |
|
|
— Риги—Ледюка 257 |
|
|
||||||
Теплота |
Пельтье 212, |
216 |
|
|
|
||||||
|
— Суля 259 |
|
|
|
|
||||||
— Томсона 216, 217 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
— Холла 245 |
|
|
|
|
||||
Удельная |
электропроводность |
|
|
|
|
||||||
— туннельный |
144 |
|
|
||||||||
141, 148, 154, 251 |
|
|
|
|
|
||||||
Уравнение Пуассона 182, 204 |
— Эттинсгаузена 256 |
|
|
||||||||
— Шредингера |
24, |
27—29, |
82 |
— фотоэлектромагннтный 259 |
|||||||
Уровень |
Ферми 49, |
60, |
128 |
|
Явление Зеебека 211 |
|
|
||||
— электрохимического |
потен |
|
|
||||||||
— Пельтье 211 |
|
|
|
||||||||
циала 49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ферми—Дирака статистика |
42, |
— Томсона 212 |
|
|
|
||||||
127 |
|
|
|
|
|
|
— Штарка 163 |
|
|
|
|
262
ОГЛАВЛЕНИЕ
П р ед и с л о в и е.............................................................................. |
|
|
|
|
3 |
|||
Предисловие ко второму и з д а н и ю .................................................. |
|
|
4 |
|||||
Глава |
1. |
|
Классическая теория м е т а л л о в ..................................... |
|
|
5 |
||
|
|
Основные представления теории Друде—Лоренца . |
5 |
|||||
|
|
Законы Ома и Джоуля—Ленца с точки зрения теории |
8 |
|||||
|
|
Друде—Лоренца............................................................... |
|
|
|
|||
|
|
Ограниченность и внутренние противоречия теории |
|
|||||
Глава |
|
Друде—Л о р е н ц а |
З..............................................................о м м ер ф ел ь д а |
13 |
|
|||
'2. |
|
Теория |
17 |
17 |
||||
|
|
Волновые свойства |
свободных электронов . . . |
|||||
|
|
Общая постановка квантовомеханической |
задачи . . |
23 |
||||
|
|
Постановка |
задачи в теории Зоммерфельда . . . |
25 |
||||
|
|
Решение основной задачи в теории Зоммерфельда . |
29 |
|||||
Глава |
|
Число возможных состояний электронов в металле . |
37 |
|||||
3. |
Статистика Ферми—Дирака |
. . . . |
41 |
|||||
|
|
Статистический метод в электронной теории . . . |
41 |
|||||
|
|
Функция распределения Ферми—Дирака . . . . |
45 |
|||||
|
|
Распределение электронов металла |
по энергиям . . |
49 |
||||
|
|
Невырожденный электронный г а з ..................................... |
|
55 |
||||
|
|
Энергия электронного газа и теплоемкость металлов |
58 |
|||||
Глава 4. |
Контактная разность потенциалов .................................... |
|
|
60 |
||||
Состояния электронов в периодическом силовом поле |
62 |
|||||||
|
|
Постановка |
задачи |
......................................................................... |
|
|
62 |
|
|
|
Общее решение задачи и граничные условия . . . |
65 |
|||||
|
|
Спектр энергии электрона в кристалле . . . . |
70 |
|||||
|
|
Учет условий периодичности волновой функции . . |
77 |
|||||
|
|
Энергетические уровни в трехмерном кристалле . . |
81 |
|||||
|
|
Общий вид волновой функции для трехмерного кри |
84 |
|||||
|
|
сталла ............................................................................................... |
|
|
|
|
||
|
|
Связь между энергией и импульсом электрона в кри |
90 |
|||||
Глава |
|
сталле .............................................................................................. |
|
|
|
|
||
5. |
Проводники, диэлектрики и полупроводники |
95 |
||||||
|
|
Свободные и связанные электроны в кристалле . . |
95 |
|||||
|
|
Проводники и диэлектрики.................................. |
|
|
97 |
|||
|
|
Полупроводники |
................................................................ |
|
|
103 |
||
|
|
Роль нарушений периодичности кристаллической ре |
|
|||||
|
|
шетки ............................................................................................. |
|
|
|
|
111 |
|
Глава 6. |
Эффективная м асса....................................................................... |
|
|
119 |
||||
Статистика электронов в полупроводниках |
127 |
|||||||
|
|
Основные исходные п о л о ж ен и я ........................................... |
|
|
127 |
|||
|
|
Собственный полупроводник.................................................. |
|
|
128 |
|||
Глава |
|
Примесный |
полупроводник......................................................... |
|
. . . . |
135 |
||
7.Электропроводность |
полупроводников |
141 |
||||||
|
|
Механизм электропроводности полупроводников . . |
141 |
|||||
|
|
Зависимость подвижности носителей тока от темпе |
149 |
|||||
|
|
ратуры ............................................................................................. |
|
|
|
|
||
|
|
Зависимость концентрации носителей тока от темпе |
|
|||||
|
|
ратуры ............................................................................................ |
|
|
|
|
152 |
|
|
|
Зависимость электропроводности полупроводников от |
|
|||||
|
|
температуры и п р и м е с е й ......................................................... |
|
|
154 |
|||
|
|
Влияние электрического поля на электропроводность |
159 |
|||||
|
|
полупроводников |
................................................................. |
|
|
|||
263
|
|
Влияние корпускулярных излучений на электропро |
167 |
|||||
Глава 8. |
водность полупроводников .................................................. |
|
|
|||||
Контактные |
явления в |
полупроводниках |
|
169 |
||||
|
|
Термоэлектронная эмиссия......................................................... |
|
|
169 |
|||
|
|
Контакт полупроводник — металл........................................... |
|
174 |
||||
|
|
Различные случаи контактов полупроводников с ме-. |
185 |
|||||
|
|
таллами............................................ |
|
’ ............................................... |
|
|
||
|
|
Униполярный характер проводимости контактов полу |
190 |
|||||
|
|
проводник— м е т а л л .................................................. |
|
|
". |
|||
|
|
Возникновение электронно-дырочного перехода при |
194 |
|||||
|
|
контакте полупроводника х металлом................................... |
|
|||||
Глава 9. |
|
Полупроводники с электронно-дырочными переходами |
198 |
|||||
|
Термоэлектрическиея в л ен и я .................................................... |
|
|
211 |
||||
|
|
Виды термоэлектрических явлений......................................... |
явле |
211 |
||||
|
|
Взаимная связь между |
термоэлектрическими |
216 |
||||
|
|
ниями |
............................................................................................ |
|
|
|
|
|
Глава |
|
Определение термоэлектрических |
коэффициентов . . |
220 |
||||
10. Фотоэлектрические явления в |
полупроводниках . |
226 |
||||||
|
|
Внешний ф отоэф ф ект ........................................... |
(фотопроводимость) |
. . |
226 |
|||
|
|
Внутренний |
фотоэффект |
232 |
||||
Глава 11. |
Фотоэффект |
в электронно-дырочном переходе . . |
240 |
|||||
Влияние магнитного поля на свойства полупровод |
245 |
|||||||
|
|
ников |
.............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
Эффект Холла . |
|
|
|
245 |
||
|
|
Влияние магнитною поля на электропроводность по |
250 |
|||||
|
|
лупроводников .............................................................................. |
|
|
|
|||
|
|
Другие эффекты в полупроводниках, вызванные дей |
255 |
|||||
|
|
ствием |
магнитного п о л я |
........................................................... |
|
. |
||
Рекомендуемая |
л и т ер а т у р а ............................................... |
|
|
260 |
||||
Предметный у к а з а т е л ь ............................................................................... |
|
|
|
261 |
||||
Иван Иванович Петровский
Э |
Л |
Е |
К |
Т |
Р |
О |
Н |
Н |
А |
Я |
Т |
Е |
О |
Р |
И |
Я |
П |
О |
Л |
У |
П |
Р |
О |
В |
О |
Д |
Н |
И |
К |
О |
В |
Издание второе, переработанное и дополненное
Редактор Т. А. Акулович. Обложка Г. П. Кричевского. Художественный редак тор Л. Г. Медведева. Технический редактор В. П. Безбородова. Корректор Л. В. Лебедева. АТ 17845. Сдано в набор 27/ѴІ 1973 г. Подписано к печати 20/ХІІ 1973 г. Формат 84ХЮ8Ѵз2. Бумага типогр. № 3. Физ. печ. л. 8,25. Уел. печ. л. 13,86. Учеты.-изд. л. 1375. Тираж 5000 экз. Заказ 693. Цена 58 коп. Издательство Белорусского государственного университета нм. В. И. Ленина. Минск, ул. Кирова. 24. Типография им. Ф. Скорнны издательства «Наука и техника» АН БССР и Госкомитета СМ БССР по делам издательств, полигра фии и книжной .торговли. Минск, Ленинский проспект, 68.
I