МИНОБРНАУКИ РОССИИ

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

В. И. ЗУБКОВ Г. Е. ЯКОВЛЕВ

ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Учебно-методическое пособие к практическим занятиям

Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2022

1

УДК 538.958:538.935

ББК В379я7

З91

Зубков В. И., Яковлев Г. Е.

З91 Физика полупроводников: учеб.-метод. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ

«ЛЭТИ», 2022. 70 с.

ISBN 978-5-7629-2973-8

Содержит задачи и методические указания к практическим занятиям по физике полупроводников в пределах односеместрового курса. Подбор задач соответствует содержанию учебного пособия «Физика полупроводников» (авторы Виолина Г. Н., Зубков В. И., 2017 г.).

Предназначенодлястудентов3-го и 4-гокурсов,обучающихсяпонаправ- лениям 11.03.04 «Электроника и наноэлектроника» и 28.03.01 «Микросистемная техника и нанотехнологии» для поддержки дисциплин «Физика полупроводников», «Физика конденсированного состояния», «Физика твердого тела». Будет полезно магистрантам и студентам бакалавриата других специальностей, а также специалистам в области физики и материаловедения полупроводников.

УДК 538.958:538.935

ББК В379я7

Рецензент д-р физ.-мат. наук, проф. А. А. Липовский (СПбАУ РАН им. Ж. И. Алфёрова).

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

2

ВВЕДЕНИЕ

Полупроводники – широкий и бурно развивающийся класс материалов микроэлектроники, основным признаком которых является возможность управлять проводимостью и другими электрическими характеристиками.

Этим они кардинально отличаются от металлов и диэлектриков, лежащих по противоположным сторонам широкогодиапазонаэлектрического сопротивления. С электротехнической точки зрения к полупроводникам относят материалы с удельным электрическим сопротивлением в диапазоне10–2…109 Ом·см.

Физический подход определяет полупроводник как материал, имеющий запрещенную зону шириной до ~ 3.5 эВ. В последние несколько лет эти общепринятые количественные определения полупроводника становятся менее строгими, так как с развитием технологий и аналитической базы оказывается возможным управлять электрическими характеристиками все более широкозонных диэлектрических материалов (с шириной запрещенной зоны до 6.2 эВ, как у нитрида алюминия), т. е. фактически переводя их в разряд полупроводников.

Настоящееизданиесодержитзадачи иметодическиеуказания к практическим занятиям по физикеполупроводниковв пределах односеместрового курса и предназначено для студентов 3-го и 4-го курсов. Частично содержание задачника базируется на материале изучаемых ранее дисциплин «Физика конденсированного состояния» и «Физика твердого тела».

Представленные в издании задачи служат как для аудиторного, так и для самостоятельного изучения. Часть задач снабжена ответами либо указаниями; другая часть содержит развернутые решения, раскрывающие лаконичные результаты, представленныевучебномпособии «Физикаполупроводников» (авторы Виолина Г.Н., Зубков В. И., 2017 г.). Для контроля усвоения материала в середине семестра предусмотрено проведение контрольной работы. В контрольную работу входят письменные ответы на 8 вопросов по двум вариантам.

3