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华中科技大学硕士研究生入学考试《半导体物理》考试大纲

科目名称：半导体物理

代 码：901

第一部分 考试说明

一、考试性质

全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。它的评价标准是高等学校优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有基本的半导体物理基础并有利于在专业上择优选拔。

考试对象为参加全国硕士研究生入学考试的本科毕业生，或具有同等学历的在职人员。

二、考试的学科范围

考试内容包括：半导体中的电子状态、半导体中杂质和缺陷能级、半导体中载流子的统计分布、半导体的导电性、非平衡载流子、pn结、金属和半导体的接触、半导体表面与MIS结构、半导体异质结构、半导体的光学性质和光电与发光现象、半导体的热电性质。

三、评价目标

本课程考试的目的是考察考生对半导体物理的基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和利用基础知识解决电子科学与技术相关问题的能力。

四、考试形式与试卷结构

1答卷方式：闭卷，笔试。

2 答题时间：150分钟。

3 总分：满分 150 分

4 题型比例

名词解释20、填空题20、证明题20、作图及说明题50、简答题10、计算题10、论述题20

第二部分 考查要点

1 半导体中的电子状态

半导体的晶格结构和结合性质;半导体中的电子状态和能带;半导体中电子的运动、有效质量;本征半导体的导电机构、空穴;回旋共振;硅和锗的能带结构;Ⅲ–Ⅴ族化合物半导体的能带结构;Ⅱ–Ⅵ族化合物半导体的能带结构;Si1-xGex合金的能带;宽禁带半导体材料。

2 半导体中杂质和缺陷能级

硅、锗晶体中的杂质能级;Ⅲ–Ⅴ族化合物中的杂质能级;氮化镓、氮化铝、碳化硅中的杂质能级;缺陷、位错能级。

3 半导体中载流子的统计分布

状态密度;费米能级和载流子的统计分布;本征半导体的载流子浓度;杂质半导体的载流子浓度;一般情况下的载流子统计分布;简并半导体;电子占据杂质能级的概率。

4 半导体的导电性

载流子的漂移运动和迁移率;载流子的散射;迁移率与杂质浓度和温度的关系;电阻率及其与杂质浓度和温度的关系;玻耳兹曼方程、电导率的统计理论;强电场下的效应、热载流子;多能谷散射、耿氏效应。

5 非平衡载流子

非平衡载流子的注入与复合;非平衡载流子的寿命;准费米能级;复合理论;陷阱效应;载流子的扩散运动;载流子的漂移扩散，爱因斯坦关系式;连续性方程式;硅的少数载流子寿命与扩散长度。

6 pn结

pn结及其能带图;pn结电流电压特性;pn结电容;pn结击穿;pn结隧道效应。

7 金属和半导体接触

金属半导体接触及其能级图;金属半导体接触整流理论;少数载流子的注入和欧姆接触。

8 半导体表面和MIS结构

表面态;表面电场效应;MIS结构的C–V特性;硅–二氧化硅系统的性质;表面电导及迁移率;表面电场对pn结特性的影响。

9 半导体异质结构

半导体异质结及其能带图;半导体异质pn结的电流电压特性及注入特性;半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性;半导体应变异质结构;GaN基半导体异质结构;半导体超晶格。

10 半导体的光学性质和光电与发光现象

半导体的光学常数;半导体的光吸收;半导体的光电导;半导体的光生伏特效应;半导体发光;半导体激光;半导体异质结在光电子器件中的应用。

11 半导体的热电性质

热电效应的一般描述;半导体的温差电动势率;半导体的珀耳帖效应;半导体的汤姆逊效应;半导体的热导率;半导体热电效应的应用。