Физика твердого тела. Часть 2.
Смирнов С.В.
Кафедра ФЭ
Томск-2001

№ 1
К элементарным относятся полупроводники:
• Ge, Si; Se.

№ 2
К группе А³ В⁵ относятся полупроводники:
• GaAs, InSb, InAs.

№ 3
Полупроводником р-типа называется:
• полупроводник, содержащий донорную примесь.

№ 4
Al в кристалле Si создает:
• акцепторную примесь.

№ 5,6
- Si в кристалле GaAs, и Cu в полупроводниковых кристаллах:
• многозарядную примесь.

№ 7
Процесс, обуславливающий переход электронов с донорного уровня в зону проводимости, называется:
• ионизация.

№ 8
В кристалле для водородоподобной модели радиус электрона a₀ примесного атома:
• a₀=(m₀/m*_n)εn².

№ 9
Условие электронейтральности для примесного полупроводника:
• p+N⁺_d = n+N^-_a.

№ 10
Отличие функции распределения электронов на донорных уровнях от функции распределения электронов в зоне проводимости:
• На донорных уровнях распределение электронов описывается также функцией Ферми-Дирака, но умноженной на g-фактор.

№ 11
Уровень Ферми в полупроводнике р-типа располагается:
• между зоной валентности и акцепторным уровнем.

№ 12
Интервал температур для полупроводника n-типа, когда концентрация электронов в зоне проводимости не зависит от температуры, называется:
• Область истощения примеси.

№ 13
Уровень Ферми в примесном полупроводнике p-типа при повышении температуры:
• сначала приближается к зоне валентности, а затем начинает удаляться от нее.

№ 14
Температурная зависимость уровня Ферми в полупроводнике n–типа:
• .

№ 15
Для определения глубины уровня залегания примеси в запрещенной зоне используют:
• зависимость lnn=f(1/T).

№ 16
Зависимость lnn =f(1/T) для полупроводника с одним типом легирующей примеси содержит:
• 3 участка различной крутизны.

№ 17
Условие электронейтральности при взаимной компенсации доноров и акцепторов:
• n-p = N_d–N_a.

№ 18
Уровень Ферми в вырожденном полупроводнике р-типа расположен:
• в валентной зоне.

№ 19
Критическая концентрация вырождения N_d(крит) в кремнии:
• 2*10¹⁹ см^-3.

№ 20
Для обеспечения вырождения необходимо энергетическое условие:
• E_F- E_c ≥ 5kT.

№ 21
Процессы переноса заряда в полупроводниках описываются уравнением:
• Больцмана.

№ 22
Возврат системы электронов в равновесное состояние:
• (δf/δt) = (f-f₀)τ.

№ 23
Из решения кинетического уравнения следует, что σ = n₀e² <τ> / m*_n. Величина τ определяет:
• время релаксации.

№ 24
Качественной мерой рассеяния носителей является:
• длина свободного пробега носителей между столкновениями.

№ 25
При рассеянии электронов на колебаниях решетки их подвижность с ростом температуры
• уменьшается.

№ 26
При рассеянии электронов на ионах примеси их подвижность с ростом температуры
• увеличивается.

№ 27
С увеличением степени легирования подвижность электронов и дырок
• уменьшается.

№ 28
С увеличением температуры от 0^oК до комнатной подвижность электронов и дырок
• сначала увеличивается пропорционально Т^3/2, а затем уменьшается пропорционально Т ^-3/2.

№ 29
Вероятность рассеяния электронов определяется:
• эффективным сечением, концентрацией центров рассеяния, энергией электронов.

№ 30
Время релаксации τ зависит от энергии электронов Е по закону τ = τ₀Е^Р. Р при рассеянии на заряженных ионах примеси имеет величину:
• 3/2.

№ 31
Длина свободного пробега λ зависит от энергии электронов Е по закону λ = λ₀Е^r. r при рассеянии на акустических фононах имеет величину:
• 0.

№ 32
Эффект возникновения термо-э.д.с.на контакте двух твердых тел при наличии разности температур носит имя:
• Зеебека.

№ 33
Охлаждение контакта двух твердых тел при протекании через контакт тока:
• эффект Пельтье.

№ 34
Нагрев твердых тел при протекании через них электрического тока:
• эффект Джоуля-Ленца.

№ 35
Тип полупроводника определяют по знаку термо-э.д.с. холодного конца спая полупроводника с металлом. Для полупроводника n-типа знак э.д.с. холодного конца
• отрицательный.

№ 36
Между коэффициентом термо-э.д.с. α и коэффициентом Пельте П существует связь в виде:
• Π=αT.

№ 37
α (коэффициент термо э.д.с) зависит:
• от эффективной плотности состояний в зоне проводимости, концентрации электронов и типа рассеяния электронного полупроводника.

№ 38
Группа эффектов, возникающих в полупроводнике при совместном воздействии на них электрического и магнитного полей называется:
• гальваномагнитные.

№ 39
Эффект Холла относится:
• поперечным и нечетным типам эффектов.

№ 40
Э.д.с. Холла:
• Е_холл = (1/еn)j_n B.

№ 41
Постоянная Холла Rх для собственного полупроводника:
• .

№ 42
Если ток I в образце в виде прямоугольного параллепипеда протекает слева направо, а магнитное поле В направлено перпендикулярно току (к нам), то электроны и дырки будут отклоняться:
• на нижнюю грань.

№ 43
Эффект Риги-Ледюка возможно отнести к:
• термомагнитным явлениям.

№ 44
Дрейфовый ток:
• ток, обусловленный электрическим полем.

№ 45
Диффузионный ток:
• ток, обусловленный градиентом концентраций.

№ 46
Соотношение Эйнштейна:
• μ_n/D_n = e/(kT).

№ 47
К нарушению закона Ома в твердых телах в сильных электрических полях приводят:
• увеличение концентрации и увеличение дрейфовой скорости носителей.

№ 48
К изменению концентрации носителей заряда приводят эффекты сильного поля:
• эффект Зинера, эффект Френкеля; ударная ионизация.

№ 49
Прозрачность барьера при туннельном эффекте Зинера зависит:
• от ширины запрещенной зоны и напряженности электрического поля.

№ 50
Эффект Ганна проявляется в:
• появлении высокочастотных колебаний в кристалле.

№ 51
Электроны в GaAs в нижней и верхней долинах имеют эффективную массу:
• 0,068m, 1,2m.

№ 52
Период колебаний T в эффекте Ганна для кристалла длиной L:
• T=v_d/L.

№ 53
Неравновесными считаются:
• носители заряда, не находящиеся в термодинамическом равновесии как по концентрации, так и по энергетическому распределению.

№ 54
Процесс генерации неравновесных носителей:
• процесс, приводящий к появлению свободных электронов и дырок.

№ 55
Процесс рекомбинации неравновесных носителей:
• процесс, приводящий к исчезновению электронов и дырок.

№ 56
Биполярная генерация носителей заряда:
• генерация, при которой возникает электронно-дырочная пара.

№ 57
Биполярный коэффициент диффузии:
• D = (2kT/e) (μ_pμ_n) / (μ_p+μ_n).

№ 58
Уравнение непрерывности для электронов c учетом генерации и рекомбинации:
• δn/δt = G_n-(Δn/τn)+(1/e)/j_n.

№ 59
Линейная рекомбинация неравновесных носителей:
• δn/δt = -Δn/τ_n.

№ 60
Квадратичная рекомбинация неравновесных носителей:
• δn/δt = -γ_rΔn².

№ 61
При описании процессов диффузии неравновесных носителей в полупроводниках используют понятие диффузионной длины L_n = √(D_nτ_n). Это:
• расстояние, на котором избыточная концентрация электронов уменьшается в е-раз.

№ 62
Закон изменения концентрации неравновесных носителей во времени:
• Δn = (Δn₀)exp(-t/τ_n).

№ 63
- в полупроводнике вдоль оси х:
• Δn = (Δn₀)exp(-х/L_n).

№ 64
Время жизни неосновных носителей при малом уровне инжекции:
• τ_n = 1 / [γ_s(n₀+p₀)].

№ 65
- при высоком уровне инжекции:
• τ_n = 1 / (γ_sΔn).

№ 66
Теория Шокли-Рида-Холла описывает процесс рекомбинации:
• через ловушки.

№ 67
Формула Шокли-Рида для времени жизни неравновесных носителей при малом уровне инжекции:
• τ = τ_p0[(n₀+n₁)/(n₀+p₀)] +τ_n0[(p₀+p₁)/(n₀+p₀)].

№ 68
- при высоком уровне инжекции:
• τ = τ_p0 + τ_n0 = Nt (γ_n+ γ_p) / (γ_nγ_p).

№ 69
Демаркационный уровень:
• уровень, разделяющий ловушки захвата (центры прилипания) и рекомбинационные ловушки.

№ 70
Уровни Тамма:
• локализованные состояния в запрещенной зоне, возникающие при обрыве периодичности кристаллического потенциала.

№ 71
Плотность поверхностного заряда на поверхностных донорных уровнях с поверхностной концентрацией N_ds:
• Q_p = eN_dsfФД(р).

№ 72
- акцепторных уровнях с поверхностной концентрацией N_as:
• Q_n = eN_asfФД(n).

№ 73
Если на поверхности полупроводника n-типа создан положительный заряд, то в полупроводнике возникает
• область обогащения.

№ 74
Дебаевская длина экранирования для собственного полупроводника:
• .

№ 75
Поверхностная проводимость G_s полупроводника n-типа для отрицательных значений поверхностного потенциала:
• сначала уменьшается до G_s мин, а затем возрастает.

№ 76
- для положительных значений поверхностного потенциала:
• монотонно увеличивается.

№ 77
Эффект поля:
• явление изменения проводимости полупроводника под действием внешнего электрического поля.

№ 79
Равновесная концентрация электронов вблизи поверхности:
• n_s = nexp((eθ_s)/(kT)).

№ 80
Если γ_s – коэффициент поверхностной рекомбинации, а Δn - избыточная поверхностная концентрация, то скорость поверхностной рекомбинации s определяется как
• s = γ_s(n₀+p₀+Δn).

№ 81
Если r_б - боровский радиус в кристалле, N_t – концентрация примеси, а r₀ - радиус экранирования, то условие сильного легирования записывается как
• N_t^-1/3 << r_б, N_t << r₀.

№ 82
“Хвост” плотности состояний при сильном легировании:
• появление в зоне проводимости или зоне валентности состояний, обусловленных примесью.

№ 83
Причина, приводящая к “гофрировке” зон:
• флуктуации в распределении примеси в объёме кристалла.

№ 84
В физике твердого тела не может быть применено к аморфным полупроводникам:
• представление о зонах Бриллюэна.

№ 85
Коэффициент поглощения характеризует:
• интенсивность света, поглощенного в образце с единичной толщиной.

№ 86
Закон Бугера-Ламберта:
• I(x) = I₀(1-R)exp(-αx).

№ 87
Коэффициент отражения R реального полупроводника с коэффициентом преломления n и коэффициентом поглощения k:
• R = [(n-1)²+k²] / [(n+1)²+k²].

№ 88
При взаимодействии квантов света с электронами должны выполняться:
• законы сохранения энергии и квазиимпульса.

№ 89
Коэффициент поглощения и ширина запрещенной зоны связаны зависимостью:
• α = A(hν-ΔE_g)^1/2.

№ 90
Правило отбора для электронных переходов:
• р¹=р, k¹=k.

№ 91
Поглощение, связанное с электронными переходами внутри разрешенных зон:
• поглощение свободными электронами.

№ 92
Край полосы собственного поглощения Ge и GaAs при повышении температуры смещается в:
• сторону длинных волн.

№ 93
Люминесценция:
• избыточное над тепловым свечение твердых тел.

№ 94
Спонтанное излучение:
• излучение, которое совершается без внешнего воздействия.

№ 95
Инверсное распределение, и соответствующая этому инверсная заселенность:
• распределение по состояниям, когда заселенность верхних уровней выше, чем нижних.

№ 96
Принципиальное отличие лазерного от люминесцентного излучения:
• в когерентности излучения.

№ 97
Фотопроводимость:
• добавочная проводимость, обусловленная носителями заряда, созданными оптической генерацией.

№ 98
Квантовым выходом фотоэффекта называют:
• число пар носителей заряда, образуемых одним поглощенным фотоном.

№ 99
Удельная фоточувствительность полупроводника S_ф:
• отношение фотопроводимости к интенсивности света.

№ 100
Эффект Денбера:
• эдс, возникающая в освещенном полупроводнике вследствие различия в коэффициентах диффузии электронов и дырок.