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2010年中科院半导体所研究生入学考试试题一.选择题（40分）1、Si的回旋实验表明，它的K空间等能面不是球对称，而是椭球形状，具体的导带结构对称个数为___.2.空穴的概念，下列说法正确的是（）A.半导体中带一个正电荷，质量为正的粒子。B．半导体中晶格空位的抽象描述。C．价带中未被电子占据的空能量状态的等价描述。3.对于N型掺杂半导体，低温弱电离时，费米能级的位置（）A．高于施主能级B．等于施主能级C．低于施主能级4．当施主能级与费米能级相等时，电离施主浓度与施主浓度的比值（）A．B.C.5.在室温热平衡时，半导体中电子浓度与空穴浓度乘积为常数，乘积与下列哪个因素有关（）A．杂质掺杂浓度B．杂质掺杂类型C．材料禁带宽度6．所谓双极半导体是指（）A．化合物（如III-V族）中，III族和V族两个原子荷电状态不同B．半导体中存在电子和空穴两个子系统C．半导体可以实现两种类型掺杂7．考虑两种载流子霍尔效应时，N型半导体的霍尔系数随温度的变化（）A．从正到负B．从负到正C．始终为负8.稳定光照下，半导体中的载流子所处状态说法正确的是（）A．电子和空穴浓度一直变化，半导体处于非平衡状态下B．电子和空穴浓度保持不变，半导体处于稳态即平衡态C．电子和空穴浓度保持不变，半导体处于稳态但仍然是非平衡态9.对于PN结而言，同等掺杂条件下，禁带宽度越大，正向导通电压（）A．愈大B．愈小C．不变10.金属半导体接触形成欧姆接触的主要机理是（）A．整流效应B．雪崩效应C．隧道效应二．简答（40分）1.说明费米能级的物理意义，如何理解费米能级是半导体掺杂类型和掺杂程度的标志？2采用测量电阻率方法来估计半导体材料的纯度的依据是什么？有何局限性？3.解释GaAs半导体材料在强电场下出现负微分电导效应。4.定性分析半导体载流子迁移率与温度、杂质浓度的关系。5.为什么一般不用硅材料制造半导体发光器件？大多采用何种半导体材料？为什么？三．掺杂、改变温度、光照激发均能改变半导体材料的电导率，它们之间有何区别？讨论本征半导体在这3种情况下费米能级位置的变化，并画出能带图。（15分）四．假设导带底在K=0，其附近的等能面是球形，求在非简并条件下导带电子的平衡浓度的表达式为其中为导带电子状态密度有效质量。（15分）积分公式式五．（1）写出理想MIS的电容表达式，并画出MIS结构图及其等效电路（2）以P型MIS结构为例，定性分析在不同表面状态下的MIS结构电容电压C-V特性。（3）说明实际MIS结构C-V特性有哪些主要影响因素；并给出平带电压的表达式（20分）六．如果量子势阱的厚度足够薄时，可以近似的认为量子阱中的电子（或空穴）是二维电子（空穴）气。采用紧束缚近似方法计算，可得到单个量子阱中的导带电子能量状态为式其中，为电子的有效质量，所有子能带的电子有效质量都相等。试求量子阱中的能态密度D（E），并画出其与E的曲线关系。（20分）