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第5章 半导体309

5.1 本征半导体309

5.1.1 硅晶体与能带图309

5.1.2 电子与空穴311

5.1.3 半导体的电导313

5.1.4 电子与空穴的浓度314

5.2 非本征半导体320

5.2.1 n型掺杂320

5.2.2 p型掺杂322

5.2.3 补偿掺杂324

5.3 电导率与温度的关系327

5.3.1 载流子浓度与温度的关系327

5.3.2 漂移迁移率及其与温度和杂质的关系331

5.3.3 电导率与温度的关系334

5.3.4 简并半导体与非简并半导体335

5.4 复合与少数载流子注入336

5.4.1 直接复合与间接复合336

5.4.2 少数载流子寿命338

5.5 扩散方程、电导方程与无规则运动343

5.6 连续方程348

5.6.1 与时间有关的连续方程348

5.6.2 稳态连续方程349

5.7 光吸收352

5.8 压阻性355

5.9 肖特基结357

5.9.1 肖特基二极管357

5.9.2 肖特基太阳能电池361

5.10 欧姆接触与热电制冷机364

附加的专题368

5.11 直接带隙与间接带隙的半导体368

5.12 间接复合375

5.13 非晶态半导体375

术语解释378

习题381

第6章 半导体器件393

6.1 理想pn结393

6.1.1 无偏压：开路393

6.1.2 正偏：扩散电流397

6.1.3 正偏：复合和总电流402

6.1.4 反向偏压403

6.2 pn结能带图407

6.2.1 开路407

6.2.2 正偏和反偏409

6.3 pn结的耗尽层电容411

6.4 扩散（存储）电容和动态电阻412

6.5 反向击穿：雪崩击穿和齐纳击穿414

6.5.1 雪崩击穿415

6.5.2 齐纳击穿416

6.6 双极晶体管418

6.6.1 共基极直流特性418

6.6.2 共基极放大器424

6.6.3 共射极直流特性426

6.6.4 低频小信号模型427

6.7 结型场效应晶体管430

6.7.1 基本原理430

6.7.2 JFET放大器435

6.8 金属氧化物半导体场效应晶体管438

6.8.1 场效应和反型438

6.8.2 增强型MOSFET440

6.8.3 阈值电压443

6.8.4 离子注入MOS晶体管和多晶硅栅445

6.9 光发射二极管447

6.9.1 LED原理447

6.9.2 异质结高亮度LED450

6.9.3 LED特性451

6.10 太阳能电池453

6.10.1 光伏器件原理453

6.10.2 串联和分流电阻460

6.10.3 太阳能电池材料、器件和效率461

附加的专题464

6.11 pin二极管、光电二极管和太阳能电池464

6.12 半导体光放大器和激光器466

术语解释469

习题471

第7章 电介质材料和绝缘481

7.1 物质极化和相对电容率481

7.1.1 相对电容率：定义481

7.1.2 电偶极矩和电子极化482

7.1.3 极化矢量P485

7.1.4 局域场和克劳休斯-莫索提方程488

7.2 电子极化：共价固体489

7.3 极化机制490

7.3.1 离子极化490

7.3.2 偶极取向极化491

7.3.3 界面极化493

7.3.4 总极化494

7.4 频率依赖性：介电常数和介电损耗495

7.4.1 介电损耗495

7.4.2 德拜方程、科尔-科尔图和串联等效电路501

7.5 高斯定律和边界条件504

7.6 击穿场强和绝缘击穿508

7.6.1 击穿场强：定义508

7.6.2 电介质击穿和局部放电：气体509

7.6.3 电介质击穿：液体510

7.6.4 电介质击穿：固体510

7.7 用于电容器的电介质材料516

7.7.1 常用电容器结构516

7.7.2 电介质：比较519

7.8 压电性、铁电性和热释电性522

7.8.1 压电性522

7.8.2 压电性：石英谐振器和滤波器526

7.8.3 铁电和热释电晶体529

附加的专题533

7.9 电位移和去极化电场533

7.10 局域电场和洛伦兹方程537

7.11 偶极子极化539

7.12 离子极化和介电响应540

7.13 复合电介质和非均匀电介质544

术语解释545

习题549

第8章 磁性和超导性561

8.1 物质的磁化561

8.1.1 磁偶极矩561

8.1.2 原子磁矩562

8.1.3 磁化矢量M563

8.1.4 磁化场或磁场强度H565

8.1.5 磁导率与磁化率565

8.2 磁性材料分类569

8.2.1 抗磁性569

8.2.2 顺磁性570

8.2.3 铁磁性571

8.2.4 反铁磁性571

8.2.5 亚铁磁性572

8.3 铁磁性起源和交换相互作用572

8.4 饱和磁化与居里温度575

8.5 磁畴：铁磁材料576

8.5.1 磁畴576

8.5.2 磁晶各向异性577

8.5.3 畴壁579

8.5.4 磁致伸缩581

8.5.5 畴壁运动582

8.5.6 多晶材料及其M-H特性583

8.5.7 去磁586

8.6 软磁与硬磁材料587

8.6.1 定义587

8.6.2 初始和最大磁导率588

8.7 软磁材料：例子和应用589

8.8 硬磁材料：例子和应用591

8.9 超导性595

8.9.1 零电阻与迈斯纳效应595

8.9.2 Ⅰ类和Ⅱ类超导体598

8.9.3 临界电流密度601

8.10 超导性的起源603

附加的专题604

8.11 能带图与磁性604

8.11.1 泡利自旋顺磁性604

8.11.2 铁磁性的能带模型605

8.12 各向异性磁阻效应与巨磁阻效应607

8.13 磁存储材料610

8.14 约瑟夫森效应616

8.15 磁通量子化617

术语解释618

习题622

第9章 材料的光学特性631

9.1 均匀介质中的光波631

9.2 折射率633

9.3 色散：波长和折射率关系635

9.4 群速度和群折射率639

9.5 磁场：辐射和坡印廷矢量641

9.6 斯涅耳定律和全内反射642

9.7 菲涅耳方程646

9.7.1 振幅反射和透射系数646

9.7.2 强度、反射系数和透射系数650

9.8 复折射率和光吸收654

9.9 晶格吸收659

9.10 带-带吸收660

9.11 介质的光散射663

9.12 光纤中的衰减664

9.13 发光、磷光体和白光LED665

9.14 偏振669

9.15 光学各向异性671

9.15.1 单轴晶体和菲涅耳光率体672

9.15.2 方解石的双折射675

9.15.3 二向色性675

9.16 双折射延迟片675

9.17 旋光效应和圆偏振双折射677

附加的专题679

9.18 电光效应679

术语解释682

习题685

附录A 布喇格衍射定律与X射线衍射689

附录B 通量、光通量和辐射亮度694

附录C 主要符号和缩写696

附录D 元素特性（氢至铀）704

附录E 一些常数和有用的资料707