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華中科技大學碩士研究生入學考試《半導體物理》考試大綱

科目名稱：半導體物理

代 碼：901

第一部分 考試說明

一、考試性質

全國碩士研究生入學考試是為高等學校招收碩士研究生而設置的。它的評價標準是高等學校優秀本科畢業生能達到的及格或及格以上水平，以保證被錄取者具有基本的半導體物理基礎并有利于在專業上擇優選拔。

考試對象為參加全國碩士研究生入學考試的本科畢業生，或具有同等學歷的在職人員。

二、考試的學科范圍

考試內容包括：半導體中的電子狀態、半導體中雜質和缺陷能級、半導體中載流子的統計分布、半導體的導電性、非平衡載流子、pn結、金屬和半導體的接觸、半導體表面與MIS結構、半導體異質結構、半導體的光學性質和光電與發光現象、半導體的熱電性質。

三、評價目標

本課程考試的目的是考察考生對半導體物理的基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和利用基礎知識解決電子科學與技術相關問題的能力。

四、考試形式與試卷結構

1答卷方式：閉卷，筆試。

2 答題時間：150分鐘。

3 總分：滿分 150 分

4 題型比例

名詞解釋20、填空題20、證明題20、作圖及說明題50、簡答題10、計算題10、論述題20

第二部分 考查要點

1 半導體中的電子狀態

半導體的晶格結構和結合性質;半導體中的電子狀態和能帶;半導體中電子的運動、有效質量;本征半導體的導電機構、空穴;回旋共振;硅和鍺的能帶結構;Ⅲ–Ⅴ族化合物半導體的能帶結構;Ⅱ–Ⅵ族化合物半導體的能帶結構;Si1-xGex合金的能帶;寬禁帶半導體材料。

2 半導體中雜質和缺陷能級

硅、鍺晶體中的雜質能級;Ⅲ–Ⅴ族化合物中的雜質能級;氮化鎵、氮化鋁、碳化硅中的雜質能級;缺陷、位錯能級。

3 半導體中載流子的統計分布

狀態密度;費米能級和載流子的統計分布;本征半導體的載流子濃度;雜質半導體的載流子濃度;一般情況下的載流子統計分布;簡并半導體;電子占據雜質能級的概率。

4 半導體的導電性

載流子的漂移運動和遷移率;載流子的散射;遷移率與雜質濃度和溫度的關系;電阻率及其與雜質濃度和溫度的關系;玻耳茲曼方程、電導率的統計理論;強電場下的效應、熱載流子;多能谷散射、耿氏效應。

5 非平衡載流子

非平衡載流子的注入與復合;非平衡載流子的壽命;準費米能級;復合理論;陷阱效應;載流子的擴散運動;載流子的漂移擴散，愛因斯坦關系式;連續性方程式;硅的少數載流子壽命與擴散長度。

6 pn結

pn結及其能帶圖;pn結電流電壓特性;pn結電容;pn結擊穿;pn結隧道效應。

7 金屬和半導體接觸

金屬半導體接觸及其能級圖;金屬半導體接觸整流理論;少數載流子的注入和歐姆接觸。

8 半導體表面和MIS結構

表面態;表面電場效應;MIS結構的C–V特性;硅–二氧化硅系統的性質;表面電導及遷移率;表面電場對pn結特性的影響。

9 半導體異質結構

半導體異質結及其能帶圖;半導體異質pn結的電流電壓特性及注入特性;半導體異質結量子阱結構及其電子能態與特性;半導體應變異質結構;GaN基半導體異質結構;半導體超晶格。

10 半導體的光學性質和光電與發光現象

半導體的光學常數;半導體的光吸收;半導體的光電導;半導體的光生伏特效應;半導體發光;半導體激光;半導體異質結在光電子器件中的應用。

11 半導體的熱電性質

熱電效應的一般描述;半導體的溫差電動勢率;半導體的珀耳帖效應;半導體的湯姆遜效應;半導體的熱導率;半導體熱電效應的應用。