Voprosy_k_ekzamenatsionnym_biletam_po_FP_2023

1.

Проявление зонной структуры полупроводников в различных явлениях: эффективная масса плотности состояний, эффективная масса проводимости (на примере Si и GaAs).

2.

Формирование ковалентного кристалла из отдельных атомов.

3.

Sp3-гибридизация ковалентного кристалла. Формирование запрещенных и разрешенных зон. Связывающие и антисвязывающие состояния.

4.

Зона Бриллюэна. Зонная структура полупроводников. Основные точки и направления. Примеры.

5.

Твердые растворы полупроводников. Закономерности изменения параметров кристаллической решетки и зонной структуры. Примеры применения в микроэлектронике.

6.

Основные типы дефектов в полупроводниках. Роль дефектов в кристалле. Дисторсия и релаксация решетки.

7.

Дефекты, создающие глубокие и мелкие уровни в запрещенной зоне. Многозарядные дефекты. Дефекты с непрерывным энергетическим спектром.

8.

Водородоподобная примесь. Энергетический спектр. Боровский радиус примеси.

9.

Дислокационная трубка и ее характеристики. Энергетический спектр дислокации. Влияние дислокации на подвижность носителей заряда.

10.

Элементарная ячейка фазового пространства. Плотность разрешенных состояний. Масса плотности состояний.

11.

Равновесная концентрация носителей заряда в полупроводнике. Интеграл Ферми.

12.

Статистика вырожденного и невырожденного электронного газа в полупроводнике.

13.

Фактор вырождения водородоподобного энергетического уровня. Статистика примесных состояний.

14.

Уравнение электронейтральности. Решения в частных случаях.

15.

Влияние компенсации примеси на равновесную концентрацию носителей заряда.

16.

Влияние различных факторов (зонной структуры, температуры, уровня легирования) на положение уровня Ферми в полупроводниках.

17.

Основные и неосновные носители заряда в полупроводниках. Закон действующих масс.

18.

Кинетическое уравнение Больцмана. Фазовое пространство. Размерность фазового пространства.

19.

Неравновесная функция распределения. Составные части кинетического уравнения Больцмана.

20.

Стационарные решения уравнения Больцмана. Приближение времени релаксации. Подвижность носителей заряда.

21.

Механизмы рассеяния носителей заряда в кристаллах. Законы сохранения при рассеянии. Виды решеточного рассеяния.

22.

Фононный спектр. Акустические и оптические ветви колебаний. Температура Дебая.

23.

Рассеяние носителей заряда на деформационном потенциале решетки (метод Бардина-Шокли). Температурная зависимость подвижности.

24.

Рассеяние носителей заряда на ионах примеси. Метод Конуэлл-Вайскопфа.

25.

Рассеяние носителей заряда на поверхности кристалла и на дислокациях.

26.

Температурная зависимость подвижности носителей заряда в различных механизмах рассеяния в полупроводниках.

27.

Механизмы оптического поглощения в твердых телах.

28.

Собственное поглощение в кристаллах. Влияние зонной структуры кристалла на край собственного поглощения.

29.

Равновесные и неравновесные носители заряда. Время релаксации.

30.

Квазиуровни Ферми. Полупроводниковый p-n переход.

31.

Принцип детального баланса. Скорости генерации и рекомбинации.

32.

Основные уравнения, характеризующие поведение неравновесных носителей заряда в полупроводниках.

33.

Уравнение Пуассона. Максвелловское время релаксации.

34.

Механизмы рекомбинации носителей заряда в твердых телах.

35.

Межзонная рекомбинация. Факторы, влияющие на время жизни носителей заряда при межзонной рекомбинации.

36.

Рекомбинация через статические дефекты. Центры захвата и центры рекомбинации.

37.

Рекомбинация носителей заряда по модели Шокли-Рида. Факторы, влияющие на время жизни неравновесного состояния.

38.

Влияние уровня возбуждения и уровня легирования кристалла на время жизни неравновесного состояния по модели рекомбинации Шокли-Рида.

39.

Механизмы Оже–рекомбинации носителей заряда. Закон ABC.

40.

Амбиполярная дрейфовая подвижность носителей заряда.

41.

Коэффициент амбиполярной диффузии и факторы на нее влияющие.

42.

Определение эффективной массы электрона в полупроводнике. Масса плотности состояний. Масса проводимости.

43.

Равновесная и неравновесная функции распределения. Определение и методы расчета.

44.

Интеграл столкновений. Вероятность рассеяния частицы.

45.

Фононная зона Бриллюэна. Ветви фононных колебаний. Привести примеры для разных полупроводников.

46.

Фононы в полупроводниках. Заполненность фононной моды. Средняя энергия колебаний кристаллической решетки.

47.

Эффективное сечение рассеяния. Дифференциальное сечение рассеяния. Время релаксации носителя заряда.

48.

Примеры электронного рассеяния с участием фононов в полупроводниках. Законы сохранения.

49.

Проявление зонной структуры полупроводника и типа химической связи в решеточном рассеянии.

50.

Рассеяние на ионизованной примеси. Интегральное сечение рассеяния тока. Температурная зависимость подвижности.

51.

Экситонное поглощение в твердых телах.