半导体
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电子 VS 空穴:半导体理论的基石与物性研究的起点
在固体物理与计算材料科学的研究体系中,电子与空穴是描述微观载流子行为的核心概念,它们不仅构成了现代半导体理论的根基,同时也是理解电学、光学以及磁学等物性的重要起点。 电子作为真实存…
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TEM 在半导体领域的应用:工艺开发与失效分析案例详解
总结:在本文中,读者可系统学习到利用TEM/HRTEM测量半导体器件关键尺寸(如栅极氧化物厚度、界面层厚度)、分析材料微观结构(如晶粒形态、相组成)的实操思路,掌握半导体失效模式(…
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半导体工业TEM样品制备技术:方法演变、FIB应用与损伤控制
总结:在本文中,读者可系统学习到半导体TEM样品(横截面 / 平面)的针对性制备步骤、FIB技术在特定区域样品制备中的要点,掌握FIB损伤层控制与样品转移的关键技巧,了解不同制备方…
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原子掺杂:基于DFT的第一性原理计算与策略
说明:原子掺杂是重要的材料调控策略,通过引入杂质原子改变材料电子结构、能带和载流子浓度,从而提升其催化、电学和光学性能。 近年第一性原理计算发展迅速,DFT成为揭示掺杂机理和缺陷态…
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什么是费米能级?从理论描述到工程应用的全面解读
说明:费米能级(Fermi Level)是固体物理与半导体物理中核心而基础的概念,其不仅体现在理论描述上,更深入影响材料性能与器件应用。作为电子的化学势或热力学功,费米能级在决定电…
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什么是半导体?从杂质控制(掺杂与缺陷)解析其电学特性与应用
半导体材料是现代电子技术的核心基石,其独特性能的实现离不开对“杂质”的精妙控制。本文深入探讨了半导体中两类关键的“杂质”:一类是经过精确控制引入的掺杂剂,它们是赋予半导体可控电…
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为什么要进行掺杂?晶体掺杂在半导体与催化领域的关键作用
本文系统介绍了晶体掺杂的基本概念及其在半导体和催化领域的重要意义。掺杂通过引入外来杂质原子改变基质材料的物理化学性质,从而实现对材料性能的精准调控。 在半导体中,掺杂可调节载流子浓…
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浙江大学“原子级材料制造实验室”诚聘博士后
浙江大学“原子级材料制造实验室”诚聘博士后。课题组主要研究方向包括原子级材料创制、原子分辨显微表征、原子级器件、原子级制造与装备等。 一、合作导师组 课题组负责人项荣为浙江大学机械…
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半导体特性全解析:本征、N型与P型半导体的载流子与能带结构
本文系统介绍了半导体的基本定义与特性,包括其介于导体和绝缘体之间的导电性能以及热敏、光敏和掺杂特性。重点分析了本征半导体、N型半导体和P型半导体的载流子特性、能带结构及电导率差异。…
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什么是功函数?从金属费米能级到半导体表面反应性的理论基础
功函数(Work Function)是指电子从固体表面脱离所需要的最小能量,通常用于描述金属或半导体等材料中的电子脱附过程。在金属材料中,功函数通常是表面电子从费米能级脱离到真…
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为什么要关注材料的费米能级?
说明:费米能级是描述电子能态占据概率的核心参数,绝对零度时为占据态与非占据态分界,有限温度下遵循费米–狄拉克分布,等同于电子化学势。其在半导体中决定载流子类型,金属…
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电子与空穴:半导体物理的关键概念与应用
本文系统介绍了电子和空穴的基本性质及其在半导体中的关键作用。电子作为带负电的基本粒子,其能级分布遵循量子力学规律;空穴则是电子跃迁后留下的等效正电荷载流子,二者共同参与半导体的导电…
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什么是功函数?核心定义、计算方式及应用价值
说明:功函数是真空能级与费米能级的能量差,量化电子逃逸材料的最小能量,是表征表面电子结构的核心参数。 其计算以DFT为主,辅以准原子模型、应变响应理论等;应用涵盖金属周期性规律…
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费米能级的量子统计本质与核心作用
说明:费米能级(Fermi level)是凝聚态物理和半导体物理中的核心概念,它定义了在绝对零度时电子填充的最高能级,并决定了材料中电子的统计分布行为。 这一概念由恩里科·费米…
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能带-性能关联图谱:半导体电学/光学特性调控的能带工程指南
本文系统介绍了半导体的基本概念、能带结构及其在科技领域的重要应用。半导体通过掺杂可精准调控导电性能,其能带结构(导带、价带和禁带)决定了材料的电学和光学特性。 详细区分了直接带隙和…
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态密度在半导体领域应用
态密度(Density of States, DOS)是固体物理和半导体物理中的一个核心概念,它描述了在单位能量范围内,固体中可被电子占据的量子态数量。态密度不仅反映了材料的电子结…
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差分电荷密度的应用
差分电荷密度在材料界面与异质结构研究中的应用 1. 半导体异质界面电荷调控 在半导体异质结(如 GaAs/AlGaAs、MoS₂/WSe₂)中,差分电荷密度可直观呈现界面处的电…
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从微观电子分布到宏观材料性能了解差分电荷密度的意义
差分电荷密度的物理内涵与多维意义:从微观电子分布到宏观材料性能的桥梁 差分电荷密度的基础定义与数学表达 差分电荷密度(Differential Charge Density, DC…
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如何用能带区分导体、半导体、绝缘体?
说明:导体、半导体、绝缘体本质区别在于能带结构。导体价导带重叠,半导体带隙 0.3-3.8 eV,绝缘体带隙超 6 eV。DFT 在导体中研究界面势垒,半导体中测迁移率、校正带隙,…
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碳化硅(SiC)光学性质:折射率、介电函数与吸收系数的深入分析
碳化硅(SiC)是一种具有优异光学和电学性能的宽禁带半导体材料,广泛应用于光电子、激光器、传感器以及高温器件等领域。其光学性质,包括折射率、介电函数、吸收系数等,是其在这些应用中发…