Question

求半导体物理高手，最近刚接触这本书有很多困惑，问题见下。或许很简单，但对我很重要，答案满意会给分的

1：在玻尔兹曼统计的条件下，认为价带上电子基本上是满的，而导带上基本上是没有电子的，但是N型半导体又说：其中作为多子的电子主要是在导带，这不是和玻尔兹曼矛盾吗？
2：在分析某些问题的时候，只考虑了导带中的电子而没有考虑价带中的电子，而且也没有说N型P型，难道对于N、P结论都是一样的吗？
3：为什么在讲复合的时候，导带中的电子跃迁到价带就是去复合，而价带中的电子被激发到导带中就是产生电子-空穴对而不是复合呢？
4：是不是导带或价带中不是电子的地方就是空穴，好像书上说他们出现的概率分别是f(E)和1-f(E)。

Answer 1

1.波尔兹曼统计与价带和导带上电子的分布状态并不能形成因果关系。也就是说价带和导带上的电子数量的多少并不是由波尔兹曼统计所左右的。他们与半导体的掺杂浓度、温度、半导体的导电类型有关。
半导体是N型还是P型与其本身和掺杂的材料有关，大体上可以理解为，掺入施主杂质多则为N型，受主杂质多则为P型。
波尔兹曼统计是在不满足费米分布的量子态上适用的载流子统计分布。
“价带上电子基本上是满的，而导带上基本上是没有电子”----它的前提是在绝对零度时，可以这样认为。

2.单纯对于N或者P，半导体的导电本质是少数载流子导电，导带电子与价带空穴分别是导带和价带中的少子，它们决定了半导体的导电特性，所以在研究过程中多数只考虑少子。

3.产生与复合是两个相对的过程。例如：在平衡状态下，半导体内的电子-空穴的产生与复合保持着动态平衡，宏观电流为零。

4.你需要读懂《半导体物理》中空穴的定义。粗略的理解：导带中的每一个电子对应于价带中的一个空穴，它们都是带电粒子；而其他量子态则是电子-空穴对的状态，是不带电的。
这两个概率分别表示量子态被电子和空穴占据的概率，而不是电子和空穴出现的概率。主语不同。
需要注意的是，在特定情况下，不只是允带中才会出现电子和空穴，禁带中也会出现。如果继续学《半导体物理》，你会在接下来的章节中了解到。

希望对你有所帮助。

追问

对于第四点，我想问下，比如半导体硅，可不可以将每个硅原子看成四个空穴和四个电子呢，如果可以，那么在绝对零度的时候，他们都分别在什么能带上呢

追答

关于半导体的微观结构，在《半导体物理》第一章中有所介绍，你可以去参考一下，再学习一下与化学键有关的知识。

所有半导体在绝对零度时都是价带是满带、导带是空带。
这是载流子在半导体中统计分布的基础理论。

对于初学者，我建议你要读懂每一个概念，如果概念中有其他你不太了解的概念，应该去查阅相应资料，总之你要读透。
半物中会用到基础的化学知识、以及一些《量子力学》和《固体物理》的知识。

希望对你有所帮助。

追问

恩，第一章我看了，关键不知道导带的空穴是从哪来的，后面有时候会提到导带的空穴

追答

建议你看刘恩科主编的《半导体物理学》，电子工业出版社。
或者叶良修的，这两本是半物的典型教材，各大高校都用他们。
它们在第一章中对空穴的定义以及引入空穴概念的原因都有详细介绍。

至于导带中的空状态，你可以参照价带中的空穴的定义及产生原理来理解。
而实际上，在一般条件下，导带中的大部分能级（除导带底能级）都是空着的状态，只有价带或者施主能级中的电子激发或电离，这些电子才会去占据导带中的空状态。即便如此，导带中的空状态还是比被电子占据的状态要多的多，这是为什么导带电子被称作少子、价带空穴被称为多子的原因。
综上，显而易见，你所说的导带中的空穴，其实是半导体固有的，在任何时候都是存在的，是它的本质特性，只条件下才会发生转变。所以你不必纠结他是怎么来的。

Answer 2

1、玻尔兹曼统计：认为价带上电子基本上是满的，而导带上基本上是没有电子的。。没有问题。
对于N型半导体，这个多子是相对与价带的空穴来说的，实际导带的电子还是比较少的。
2。一般来说，导电能力只考虑导带中的电子和价带中的空穴。
3.复合就是说电子跑到电子空位中（空穴）失去导电能力。
4。价带在绝对0度时，全部是电子，在正常情况下，价带不是满带，会有电子空位，就是空穴，这些空穴能导电。但是导带，电子很少，基本都是空位，电子起导电作用，所以一般不讨论到带的空穴。

追问

恩 ，懂了一点了，1045720662，这是我QQ，你能加下我，以后有什么问题可以问你吗，我只有三十几财富了，全部给你吧，上次抽奖抽了几百，现在就剩这么点了。

Answer 3

关键是导电的载流子只是导带中的电子和价带中的空穴，而价带中的电子不算为载流子。价带中的电子也就是价电子，要受到共价键的束缚，不能自由运动，故不算成载流子；当一个价电子离开价带而到达导带之后即变成了自由电子——载流子，同时在价带中留下一个空位——空穴，该空穴即为载流子。参见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的有关说明.

Answer 4

？