半导体的基本能带结构.doc

第七章 半导体电子论 杂质、光照、温度与压力 空穴 电子 载流子 光照将价带中得电子激发到导带中 形成电子 空穴对 2phcEg l l0 =2phcEg 电子吸收光子从价带顶 跃迁到导带底 状态 kkgEw= 直接带隙半导体 DEk =hwhW动量守恒 qkkvhvhvh=-kEwD能量守恒 声子得准动量与 电子得相差不多 声子得能量 忽略不计 kEwD=W 不计光子得动量 D Ek w k - =k q 间接带隙半导体 电子空穴对复合发光电子得有效质量 空穴得有效质量 ()()EkEk01 2E2+ 2(kx2 ) (k0x kx -k0x)12(2kEy2 ) (k0y ky -k0y)2+12(2kEz2 ) (k0z k kz - 0z)2+E k( )E k( )0+12(2kE2 ) (k0x k kx - 0x)2 +(2kEy2 ) (k0y ky -k0y)2 +(2kEz2 ) (k0z k kz - 0z) 2 x vvh2h2h2E(k)=E(k0)+ 2m* (kx -k0x)2 + 2m*y (ky -k0y )2 + 2m*z (kz -k0z)2x有效质量得计算 veikrvu (rv) ynk =nk(2rm动量算符 作用于布洛赫函数 布洛赫波满足 pv2v)eikvrvunk (rv)=En (kv)eikvrvunk (rv)+V( pv2 +V(rv)+ hkv pv)unk(rv) =En(kv)- h2kv2 unk(rv)2mm2m如果已知 处得解 pv2v) + hkv pvunk(rv) =En(kv) - h2kv2unk(rv)+V(r2mm2m pv2v)un0(rv)=En(0)un0(rv) +V(r2m pv2 +V(rv) + hkv pvunk(rv) =En(kv) - h2kv2unk(rv)2mm2m 微扰项 标记为 +V(rv) + hk pvunk(rv) =En(kv) - h2kv2unk(rv) pv2v2mm2m能量一级修正 因为 能量二级修正 En (kv) =En (0) +h22mkv 2 +mh22 n0 Epin (n00) -nE0n (p0j) n0 kik jijn 比较 *20000211(0)(0)iininnnpnnpnmEEmm=+-有效质量 112n0 pi n0 n0 pi n0 * =m+m2 nEn (0) -En (0) mi几种半导体材料得带隙宽度与有效质量 得情况 使 总就是沿着对称轴得方向（111等）