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1、半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics常見半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics金剛石結(jié)構(gòu)閃鋅礦結(jié)構(gòu)纖鋅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics閃鋅礦結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)類似，不同在于其晶格由兩種不同原子各自組成的面心立方晶格沿空間對角線彼此位移四分之一長度套構(gòu)而成。閃鋅礦結(jié)構(gòu)晶胞半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics纖鋅礦結(jié)構(gòu)和閃鋅礦結(jié)構(gòu)相接近，它也是以正四面體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)成的，但是它具有六方對稱性，而不是立方對稱性。硫化鋅ZnS、硒化鋅ZnSe
2、、硫化鎘CdS、硒化鎘CdSe等可以閃鋅礦和纖鋅礦兩種方式結(jié)晶。纖鋅礦結(jié)構(gòu)Wurtzitestructure半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics半導(dǎo)體的結(jié)合性質(zhì)半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics共價結(jié)合與離子結(jié)合共價四面體結(jié)構(gòu)混合鍵半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics固體中存在的四種基本結(jié)合形式：共價結(jié)合、離子結(jié)合、金屬性結(jié)合與范德瓦爾斯結(jié)合晶體的結(jié)合性質(zhì)與組成晶體的原子得失價電子的能力密切相關(guān)。電負(fù)性（負(fù)電性）綜合了原子得失電子的能力，首先由萊納斯·鮑林于1932年提出。它以一組數(shù)值的相對大小表示元素原子在分子中對
3、成鍵電子的吸引能力，稱為相對電負(fù)性，簡稱電負(fù)性。元素電負(fù)性數(shù)值越大，原子在形成化學(xué)鍵時對成鍵電子的吸引力越強(qiáng)。共價結(jié)合與離子結(jié)合半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics對同一周期元素，由左至右電負(fù)性逐漸增大；對同一族元素，由上至下電負(fù)性逐漸減小。電負(fù)性小的元素易給出電子，通常以金屬形式存在；電負(fù)性較大的元素，通常以共價鍵結(jié)合，具有半導(dǎo)體或絕緣體性質(zhì)就化合物而言，由電負(fù)性很強(qiáng)和電負(fù)性很弱的兩種元素形成的晶體是典型的離子晶體；電負(fù)性相近的兩種元素傾向于形成共價鍵半導(dǎo)體通常以共價結(jié)合為基礎(chǔ)，但是在化合物半導(dǎo)體中通常含有不同程度的離子結(jié)合成分半導(dǎo)體物理Sem
4、iconductorPhysics原子在化合成分子的過程中，根據(jù)原子的成鍵要求，在周圍原子影響下，將原有的原子軌道進(jìn)一步線性組合成新的原子軌道。這種在一個原子中不同原子軌道的線性組合，稱為原子軌道的雜化。雜化后的原子軌道稱為雜化軌道。雜化時，軌道的數(shù)目不變，軌道在空間的分布方向和分布情況發(fā)生改變。在四面體結(jié)構(gòu)的共價晶體中，以Si、Ge為例，最外面的價電子殼層有1個s態(tài)軌道和3個p態(tài)軌道。處在p態(tài)中的電子形成的共價鍵應(yīng)是互相垂直的，但實際形成的4個共價鍵之間具有相同的夾角109°28′。這是因為四個共價鍵實際上是以s態(tài)和p態(tài)波函數(shù)的線性組合為基礎(chǔ)，發(fā)生了所謂的軌
5、道雜化。以上述sp3雜化軌道為基礎(chǔ)形成共價鍵。共價四面體結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics共價性的A8-NBN類型的化合物與IV族元素半導(dǎo)體類似，共價鍵也是以sp3雜化軌道為基礎(chǔ)的，但是與IV族元素半導(dǎo)體相比有一個重要區(qū)別，這就是在共價性化合物晶體中，結(jié)合的性質(zhì)具有不同程度的離子性，常稱這類半導(dǎo)體為極性半導(dǎo)體。在共價化合物中，電負(fù)性弱的原子平均來說帶有正電，而電負(fù)性強(qiáng)的原子則平均來說帶有負(fù)電。正負(fù)電荷之間的庫侖相互作用對于結(jié)合能有一定的貢獻(xiàn)，這種情形與離子結(jié)合相似，這就是所謂的離子性。由于這種離子性，由電負(fù)性差別較大的兩元素形成的化合物（離
6、子性較強(qiáng)）常傾向于形成纖鋅礦結(jié)構(gòu)；在共價結(jié)合占優(yōu)勢的情況下，傾向于形成閃鋅礦結(jié)構(gòu)?；旌湘I原子能級與晶體能帶能級軌道圖像原子中的電子在原子核的勢場和其他電子的作用下，分列在不同的能級上，形成所謂電子殼層，不同支殼層的電子分別用1s;2s;2p;3s;3p;3d;4s…等符號表示。每一支殼層對應(yīng)于確定的能量。當(dāng)原子相互接近形成晶體時，不同原于的內(nèi)外各電子殼層之間就有了一定程度的交疊，相鄰原子最外殼層交疊最多，內(nèi)殼層交疊較少。由于電子殼層的交疊，電子不再完全局限在某一個原子上，可以由一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原于上去，因而，電子將可以在整個晶體中運動。這種運動稱為電子的共
7、有化運動。半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics電子的共有化運動各原子中相似殼層上的電子才有相同的能量，電子只能在相似殼層間轉(zhuǎn)移。內(nèi)外殼層交疊程度很不相同，只有最外層電子的共有化運動才顯著。半導(dǎo)體物理SemiconductorPhysics電子的共有化運動3s3s3s3s2p2p2p2p電子的共有化運動示意圖當(dāng)兩個原子相距很遠(yuǎn)時，如同兩個孤立的原子，原子的能級如圖所示。每個能級都有兩個態(tài)與之相應(yīng)，是二度簡并的(不計原子本身能級的簡并，比如2p能級本身是三度簡并的，此處不考慮)。當(dāng)兩個原子互相靠近時，每個原子中的電子除受到本身原子的勢場作用外，還要受
8、到另一個原子勢場的作用，其結(jié)果是每一個
