劉恩科半導(dǎo)體物理中關(guān)于本征激發(fā)的定義一、本征激發(fā)的概念1.a.本征激發(fā)的定義①本征激發(fā)是指半導(dǎo)體中電子和空穴在無(wú)外界能量輸入的情況下，由價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶或由導(dǎo)帶躍遷到價(jià)帶的過(guò)程。②本征激發(fā)是半導(dǎo)體材料自身特性所決定的，與外界因素?zé)o關(guān)。③本征激發(fā)過(guò)程中，電子和空穴的數(shù)目保持不變。2.b.本征激發(fā)的條件①半導(dǎo)體材料必須具有合適的能帶結(jié)構(gòu)，即價(jià)帶和導(dǎo)帶之間存在一定的能量差。②溫度必須高于絕對(duì)零度，因?yàn)楸菊骷ぐl(fā)需要熱能的輸入。③半導(dǎo)體材料應(yīng)具有足夠的電離能，以保證電子和空穴在激發(fā)過(guò)程中不會(huì)重新結(jié)合。3.c.本征激發(fā)的影響因素①溫度：溫度越高，本征激發(fā)的幾率越大。②材料類(lèi)型：不同類(lèi)型的半導(dǎo)體材料，其本征激發(fā)的幾率不同。③材料缺陷：材料中的缺陷會(huì)影響本征激發(fā)的幾率。二、本征激發(fā)的物理機(jī)制1.a.能帶結(jié)構(gòu)①半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)包括價(jià)帶、導(dǎo)帶和禁帶。②本征激發(fā)是指電子和空穴在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間的躍遷。③能帶結(jié)構(gòu)決定了本征激發(fā)的能量。2.b.熱能輸入①本征激發(fā)需要熱能的輸入，即溫度。②溫度越高，電子和空穴獲得的熱能越多，激發(fā)幾率越大。③熱能輸入是本征激發(fā)的必要條件。3.c.電離能①半導(dǎo)體材料的電離能是指電子和空穴在激發(fā)過(guò)程中所需克服的能量。②電離能越高，本征激發(fā)的幾率越小。③電離能是影響本征激發(fā)的關(guān)鍵因素。三、本征激發(fā)的應(yīng)用1.a.光電效應(yīng)①本征激發(fā)是光電效應(yīng)的基礎(chǔ)。②當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料上時(shí)，光子能量被電子吸收，導(dǎo)致電子和空穴的激發(fā)。③激發(fā)的電子和空穴可用于光電轉(zhuǎn)換。2.b.半導(dǎo)體器件①本征激發(fā)是半導(dǎo)體器件工作原理的基礎(chǔ)。②晶體管、二極管等半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能與本征激發(fā)密切相關(guān)。③本征激發(fā)是半導(dǎo)體器件性能提升的關(guān)鍵。3.c.太陽(yáng)能電池①太陽(yáng)能電池利用本征激發(fā)將光能轉(zhuǎn)換為電能。②當(dāng)光照射到太陽(yáng)能電池上時(shí)，本征激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴。③電子和空穴在太陽(yáng)能電池中分離，形成電流。1.劉恩科.半導(dǎo)體物理[M].北京：高等教育出版社，2010.2.，.半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)[M].上