隨著半導(dǎo)體材料工藝日趨成熟，新的固態(tài)電子器件因材料質(zhì)量的提高和對材料物理的深入研究而不斷出現(xiàn)。固態(tài)電子器件是現(xiàn)代集成電路的基礎(chǔ)，它還廣泛應(yīng)用于其他各領(lǐng)域，如光纖通信、固體成像、微波通信等。
　　本書介紹固體電子學的基礎(chǔ)理論，主要涉及固體物理和半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)知識，包括晶體的結(jié)構(gòu)、晶體的結(jié)合、晶格振動、晶體缺陷、能帶理論、半導(dǎo)體中的載流子、PN結(jié)、固體表面及界面接觸現(xiàn)象、半導(dǎo)體器件原理、固體的光學性質(zhì)與光電現(xiàn)象等內(nèi)容。

　　全書共分8章。1-3章介紹固體物理的基本知識，內(nèi)容有：晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)合、晶體生長、確定晶體結(jié)構(gòu)的方法；晶格振動形成格波的特點、聲子的概念及聲子譜的測量方法；晶體缺陷的主要類型；能帶理論的基礎(chǔ)知識，包括金屬中的自由電子模型，晶體電子的波函數(shù)與能帶結(jié)構(gòu)的特點，有效質(zhì)量、空穴的概念，以及實際晶體能帶結(jié)構(gòu)舉例。4-8章介紹半導(dǎo)體材料與器件特性，內(nèi)容有：載流子濃度、遷移率、電導(dǎo)率的計算，漂移運動與擴散運動，非平衡載流子，連續(xù)性方程；PN結(jié)的形成與能帶圖、電流電壓特性、電容、擊穿；固體表面態(tài)的基本概念，表面電場效應(yīng)，金屬與半導(dǎo)體的接觸，MIS結(jié)構(gòu)的電容—電壓特性；半導(dǎo)體器件的基本原理，包括二極管、雙極型晶體管、場效應(yīng)晶體管，半導(dǎo)體集成器件和微細加工技術(shù)簡介。固體的光學常數(shù)及實驗測量，光吸收，光電導(dǎo)，光生伏特效應(yīng)及太陽電池，半導(dǎo)體發(fā)光及發(fā)光二極管等。

第1章晶體的結(jié)構(gòu)和晶體的結(jié)合
1.1晶體的特征與晶體結(jié)構(gòu)的周期性
1.1.1晶體的特征
1.1.2晶體結(jié)構(gòu)的周期性
1.1.3原胞與晶胞
1.1.4實際晶體舉例
1.2晶列與晶面倒格子
1.2.1晶列
1.2.2晶面
1.2.3倒格子
1.3晶體結(jié)構(gòu)的對稱性晶系
1.3.1物體的對稱性與對稱操作
＊1.3.2晶體的對稱點群
1.3.3晶系
＊1.3.4準晶體
＊1.4確定晶體結(jié)構(gòu)的方法
1.4.1晶體衍射的一般介紹
1.4.2衍射方程
1.4.3反射公式
1.4.4反射球
1.5晶體的結(jié)合
1.5.1離子性結(jié)合
1.5.2共價結(jié)合
1.5.3金屬性結(jié)合
1.5.4范德華結(jié)合
＊1.6晶體生長簡介
1.6.1自然界的晶體
1.6.2溶液中生長晶體
1.6.3水熱法生長晶體
1.6.4熔體中生長晶體
1.6.5硅、鍺單晶生長
習題1
第2章晶格振動和晶體的缺陷
2.1晶格振動和聲子
2.1.1一維單原子晶格的振動
2.1.2周期性邊界條件
2.1.3晶格振動量子化聲子
＊2.2聲學波與光學波
2.2.1一維雙原子晶格的振動
2.2.2聲學波和光學波的特點
＊2.3格波與彈性波的關(guān)系
2.4聲子譜的測量方法
2.5晶體中的缺陷
2.5.1點缺陷
2.5.2線缺陷
2.5.3面缺陷
習題2
第3章能帶論基礎(chǔ)
3.1晶體中電子狀態(tài)的近似處理方法
3.1.1單電子近似
3.1.2周期性勢場的形成
3.2金屬中的自由電子模型
3.2.1無限深勢阱近似——駐波解
3.2.2周期性邊界條件——行波解
3.2.3能態(tài)密度
＊3.2.4費米球
3.3布洛赫定理
3.3.1布洛赫定理的表述
＊3.3.2布洛赫定理的證明
3.3.3布洛赫函數(shù)的意義
3.4克龍尼克潘納模型
3.4.1求解
3.4.2討論
3.4.3能帶結(jié)構(gòu)的特點
＊3.5能帶的計算方法
3.5.1準自由電子近似
＊3.5.2布洛赫函數(shù)的例子
3.5.3緊束縛近似
3.6晶體的導(dǎo)電性
3.6.1電子運動的速度和加速度有效質(zhì)量
3.6.2電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電
3.6.3導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別
＊3.7實際晶體的能帶
3.7.1回旋共振和有效質(zhì)量
3.7.2硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu)
3.7.3砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)
習題3
第4章半導(dǎo)體中的載流子
4.1本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體
4.1.1本征半導(dǎo)體
4.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體
4.1.3雜質(zhì)電離能與雜質(zhì)補償
4.2半導(dǎo)體中的載流子濃度
4.2.1費米分布函數(shù)
4.2.2平衡態(tài)下的導(dǎo)帶電子濃度和價帶空穴濃度
4.2.3本征載流子濃度與費米能級
4.2.4雜質(zhì)充分電離時的載流子濃度
4.2.5雜質(zhì)未充分電離時的載流子濃度
＊4.3簡并半導(dǎo)體
4.4載流子的漂移運動
4.4.1遷移率
4.4.2電導(dǎo)率
＊4.4.3霍耳(Hall)效應(yīng)
4.5非平衡載流子及載流子的擴散運動
4.5.1穩(wěn)態(tài)與平衡態(tài)
4.5.2壽命
4.5.3擴散運動
4.5.4連續(xù)性方程
習題4
第5章PN結(jié)
5.1PN結(jié)及其能帶圖
5.1.1PN結(jié)的制備
5.1.2PN結(jié)的內(nèi)建電場與能帶圖
5.1.3PN結(jié)的載流子分布
5.1.4PN結(jié)的勢壘形狀
5.2PN結(jié)電流電壓特性
5.2.1非平衡PN結(jié)的勢壘與電流的定性分析
＊5.2.2非平衡PN結(jié)的少子分布
5.2.3理想PN結(jié)的電流電壓方程
5.3PN結(jié)電容
5.3.1勢壘電容
5.3.2擴散電容
5.3.3勢壘電容的計算
5.3.4擴散電容的計算
5.4PN結(jié)擊穿
5.4.1雪崩擊穿
5.4.2隧道擊穿(齊納擊穿)
5.4.3熱電擊穿
習題5
第6章固體表面及界面接觸現(xiàn)象
6.1表面態(tài)
6.1.1理想表面和實際表面
6.1.2表面態(tài)
6.1.3表面態(tài)密度
6.2表面電場效應(yīng)
6.2.1外電場對半導(dǎo)體表面的影響
6.2.2表面空間電荷區(qū)的電場、面電荷密度和電容
6.2.3各種表面層狀態(tài)
6.2.4表面電導(dǎo)
6.3金屬與半導(dǎo)體的接觸
6.3.1金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)
6.3.2接觸電勢差和接觸勢壘
6.3.3金屬與半導(dǎo)體接觸的整流特性
6.3.4歐姆接觸
6.4MIS結(jié)構(gòu)的電容電壓特性
6.4.1理想MIS結(jié)構(gòu)電容
6.4.2理想MIS結(jié)構(gòu)的CV特性
6.4.3功函數(shù)差及絕緣層中電荷對CV特性的影響
＊6.5異質(zhì)結(jié)
6.5.1異質(zhì)結(jié)的分類
6.5.2突變異質(zhì)結(jié)的能帶圖
6.5.3異質(zhì)結(jié)的電流電壓特性
6.5.4半導(dǎo)體超晶格
習題6
第7章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)
7.1二極管
7.1.1二極管的基本結(jié)構(gòu)
7.1.2整流二極管
7.1.3齊納二極管
7.1.4變?nèi)荻O管
7.1.5肖特基二極管
7.2雙極型晶體管
7.2.1BJT的基本結(jié)構(gòu)
7.2.2BJT的電流電壓特性
7.3場效應(yīng)晶體管
7.3.1JFET
7.3.2MOSFET
＊7.3.3MESFET
7.4半導(dǎo)體集成器件
7.4.1集成電路的構(gòu)成
7.4.2微細加工技術(shù)
習題7
第8章固體光電基礎(chǔ)
8.1固體的光學常數(shù)
8.1.1折射率與消光系數(shù)
＊8.1.2克拉末克龍尼克(KramersKronig)關(guān)系
＊8.2光學常數(shù)的測量
8.3半導(dǎo)體的光吸收
8.3.1本征吸收
8.3.2直接躍遷和間接躍遷
8.3.3其他吸收過程
8.4半導(dǎo)體的光電導(dǎo)
8.4.1附加電導(dǎo)率
8.4.2定態(tài)光電導(dǎo)及其弛豫過程
8.4.3本征光電導(dǎo)的光譜分布
8.4.4雜質(zhì)光電導(dǎo)
8.5PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)和太陽能電池
8.5.1PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)
8.5.2光電池的電流電壓特性
8.5.3太陽能電池及其光電轉(zhuǎn)換效率
8.6半導(dǎo)體發(fā)光
8.6.1輻射躍遷
8.6.2發(fā)光效率
8.6.3電致發(fā)光激發(fā)機構(gòu)
8.6.4發(fā)光二極管(LED)
＊8.6.5半導(dǎo)體激光器(LD)
習題8
附錄A常用表
附錄BExcel在教學中的應(yīng)用
參考文獻