URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Поклонский Н.А., Вырко С.А., Поденок С.Л. Статистическая физика полупроводников. Курс лекций
Id: 30859
 
296 руб.

Статистическая физика полупроводников. Курс лекций

URSS. 2005. 264 с. Мягкая обложка. ISBN 5-484-00217-6.

 Аннотация

В книге описаны равновесные свойства квазичастиц (электронов проводимости, дырок, фононов) в объемных (трехмерных) кристаллах. Изложены основы статистики точечных атомных дефектов в решетке и заполнение их энергетических уровней носителями заряда. Рассмотрены кинетические процессы в электронной и фононной системах кристаллических полупроводников.

Для студентов физических специальностей университетов.


 Содержание

Предисловие
Лекция 1. Метод ансамблей Гиббса. Химический потенциал. Фермионы и бозоны
Лекция 2. Акустические волны в кристаллах. Приближение континуума
Лекция 3. Статистика акустических и оптических фононов. Теплоемкость кристаллов
Лекция 4. Уравнение состояния и плавление кристаллического диэлектрика
Лекция 5. Энергетическая плотность одноэлектронных состояний в кристалле
Лекция 6. Концентрация электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне нелегированного кристалла
Лекция 7. Эффективные массы плотности состояний электронов и дырок в кристаллах кремния и германия
Лекция 8. Термодинамическое равновесие между точечными атомными дефектами кристаллической решетки при постоянных температуре и давлении
Лекция 9. Собственные атомные дефекты кристаллического полупроводника
Лекция 10. Ионизационное равновесие электронов, дырок и неподвижных примесных атомов в слабо легированном полупроводнике
Лекция 11. Полупроводники с многозарядными примесными атомами
Лекция 12. Электронные состояния в сильно легированных кристаллических полупроводниках
Лекция 13. Искажение кристаллической решетки точечным атомным дефектом и энергетический спектр его уровней
Лекция 14. Экранирование электростатического поля в ковалентных кристаллах. Приближения Дебая--Хюккеля и Шоттки--Мотта
Лекция 15. Эффект поля. Дырки и электроны у поверхности полупроводника в электрическом поле
Лекция 16. Электроны проводимости кристаллического полупроводника в однородном стационарном магнитном поле
Лекция 17. Перенос делокализованных электронов, дырок и фононов в кристалле. Кинетическое уравнение Больцмана
Лекция 18. Решение уравнения Больцмана в приближении времени релаксации квазиимпульса электрона
Лекция 19. Рассеяние электронов проводимости на ионах примесей в кристалле. Приближение Конуэлл-Вайскопфа
Лекция 20. Подвижность электронов, ограниченная рассеянием на акустических колебаниях кристаллической решетки. Метод потенциала деформации Бардина--Шокли
Лекция 21. Электропроводность кристаллических многодолинных полупроводников на постоянном токе
Лекция 22. Электропроводность легированных кристаллических полупроводников на переменном токе
Лекция 23. Классический эффект Холла
Лекция 24. Термоэлектрические явления. Эффекты Зеебека, Пельтье и Томсона
Лекция 25. Электронная и решеточная теплопроводности
Лекция 26. Циклотронный резонанс в кристаллических полупроводниках. Циклотронная эффективная масса электронов и дырок
Упражнения
Приложение. Некоторые математические соотношения
Перечень условных обозначений
Литература по тематике лекций

 Предисловие

Изучение термодинамических и кинетических свойств электронов, дырок, фононов и точечных атомных дефектов в кристаллических легированных полупроводниках важно для понимания процессов, которые в конечном счете определяют функционирование полупроводниковых приборов.

Для исследования явлений, происходящих в полупроводниках, необходимо сочетание вычислительных (имитационных) и натурных экспериментов. Так, вычисление концентрации электронов проводимости осуществляется методами статистической термодинамики в квазиклассическом приближении квантовой механики. Экспериментально же концентрацию электронов проводимости определяют методом эффекта Холла, т.е. из кинетического эффекта. Сопоставляя результаты этих двух методов, приходим к реальной картине состояний и процессов в кристаллах.

Цель книги -- дать необходимый минимум сведений по статистической и кинетической теории полупроводников для начала работы в области исследований и/или промышленности. Научить студентов проводить конкретные расчеты макроскопических величин исходя из статистико-кинетического подхода с использованием модельных представлений о строении реальных кристаллов.

В первых 16 лекциях курса излагаются основы статистического метода, рассматриваются равновесные свойства квазичастиц (электронов проводимости, дырок, фононов) в кристаллах. Описывается влияние магнитного и электрического полей на заполнение состояний в зоне проводимости и в валентной зоне, а также статистика размещения точечных дефектов в решетке и заполнение их энергетических уровней электронами (дырками). Проводится подробный анализ следствий, вытекающих из термодинамических соотношений. В лекциях 17--26 рассмотрены кинетические процессы в электронной и фононной подсистемах кристаллических полупроводников, важные для приложений в электронике.

В курсе лекций анализируется роль точечных дефектов кристаллической решетки в формировании как термодинамических (плотность электронных состояний, экранирование электростатического поля), так и кинетических (электропроводность, термоэдс, теплопроводность) свойств полупроводников.

Упражнения предназначены для самостоятельной работы студентов. В конце книги приводится список литературы, рекомендуемой для углубления и расширения знаний по статистической физике конденсированных систем.

Формулы, рисунки, таблицы, замечания и подстрочные сноски нумеруются в пределах каждой лекции. Например, отсылка (5.4) означает формулу (4) в лекции 5; рис.2.3 -- это рис.3 в лекции 2.

Векторы обозначены полужирными символами с прямым начертанием, операторы -- прописными светлыми курсивными буквами латинского алфавита. Скалярное произведение векторов а и b обозначается (а.b) или a.b, векторное -- [axb] или axb. Обозначения величин согласованы с литературой по физике и технике полупроводников.

Курс лекций читался мной на кафедре физики полупроводников и наноэлектроники Белорусского государственного университета. Студенты, которые слушали и понимали лекции, содействовали улучшению содержания и стиля этого курса. Такими студентами были С.А.Вырко и С.Л.Поденок, которые по рукописи подготовили электронный вариант лекций и выполнили необходимые численные расчеты. Выражаю признательность А.Т.Власову, Е.Ф.Кислякову и А.И.Сягло за добрые советы и искренние замечания.

Н.А.Поклонский

 Из рецензий

В основу учебного пособия положен одно-семестровый курс лекций, который в течение десяти лет читался профессором Н.А.Поклонским студентам кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета Белорусского государственного университета. Его аспиранты С.А.Вырко и С.Л.Поденок подготовили лекции к печати, провели численные расчеты.

Главная задача пособия -- ознакомление студентов со статистической физикой полупроводников. Задача, несомненно, очень важная, ведь понятия, термины и аппарат статистической физики составляют базис, на котором строится теоретическое описание явлений в полупроводниках и полупроводниковых приборах. Учитывая это, лектор Н.А.Поклонский вместе с соавторами пособия тщательно подошел к отбору материала лекций и логике его представления. Пособие написано в строгом математическом стиле и методически выверено. Соблюдается баланс между теоретическими основами и возможностью их практической проверки. Изложение снабжено полезными примерами из экспериментальной физики полупроводников. Они иллюстрируют положения теории и служат закреплению их в памяти студентов. Пособие дополнено задачами, каждая из которых затрагивает и включает вполне определенную научную идею. В конце пособия помещены математические приложения, которые помогут студентам осваивать более подробно материал лекций.

Учебное пособие может быть рекомендовано также студентам, изучающим микро- и наноэлектронику, готовящимся по другим смежным специальностям. Для них книга будет полезна, прежде всего, тем, что позволит лучше понять процессы ионизационного равновесия и переноса зарядов, лежащие в основе функционирования полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. В пособии ясно изложены именно те факты из статистической физики легированных полупроводников, которые важны для применений в полупроводниковых приборных структурах.

Пособие может быть полезно как студентам физических факультетов университетов, так и студентам технических вузов, специализирующимся в области нано- и микроэлектроники.

Главный научный сотрудник Института физики им.Б.И.Степанова НАН Беларуси, д-р физ.-мат. наук, профессор В.К.Кононенко

Учебное пособие написано проф. Н.А.Поклонским на основе его лекций, читавшихся в течение десяти лет студентам кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета Белорусского государственного университета. Его сотрудники С.А.Вырко и С.Л.Поденок помогли подготовить текст лекций к печати.

Пособие предназначено для ознакомления студентов физиков с применением статистической физики для описания различных процессов в полупроводниках. Предполагается, что студенты параллельно слушают лекции по термодинамике и статистической физике (в курсе теоретической физике).

Пособие состоит из 26 лекций, изложенные в пособии идеи и понятия статистической физики составляют базис, на котором строится теоретическое описание процессов в полупроводниках и полупроводниковых приборах. Для этого автору потребовалось тщательно отобрать материал лекций и разработать логику его изложения. Следует отметить оригинальные удачно подобранные рисунки. Большой педагогический опыт позволил автору правильно выбрать уровень изложения материала, избежать излишних математических усложнений. Соблюдается баланс между изложением теоретических основ и их практическим применением. Пособие содержит описание равновесных свойств квазичастиц (плотность состояний, влияние электростатического поля) и дефектов, а также кинетические процессы в легированных и нелегированных кристаллических полупроводниках. Изложение снабжено современными примерами из экспериментальной физики полупроводников. Задачи подобраны с учетом уровня студентов. Излагаются современные методы, которые никогда ранее не излагались в учебной литературе. Пособие не имеет русскоязычного аналога.

Учебное пособие может быть полезно также студентам, изучающим микро- и наноэлектронику, так как содержит описание процессов ионизационного равновесия и переноса зарядов, лежащих в основе используемых и разрабатываемых интегральных микросхем и других полупроводниковых приборов. К недостаткам книги можно отнести краткость изложения в некоторых местах. Впрочем, это делает понятнее логику изложения и стимулирует активное изучение материала.

Заключение. Эта книга компенсирует отсутствие доступного студентам изложения современной статистической физики полупроводников. Книга может быть использована в качестве учебного пособия студентами различных специальностей как физических факультетов университетов, так и студентами технических вузов, специализирующимися в области нано- и микроэлектроники или химии твердого тела.

Ведущий научный сотрудник физического факультета БГУ, кандидат физ.-мат. наук, доцент A.T.Власов

Учебное пособие создано на базе оригинального курса лекций, который уже десять лет читается проф. Н.А.Поклонским студентам кафедры физики полупроводников и наноэлектроники физического факультета Белорусского государственного университета. Его ученики С.А.Вырко и С.Л.Поденок оформили лекции к печати.

Пособие содержит изложение современных представлений статистической физики полупроводников и является учебником для студентов, изучающих статистическую физику полупроводников с дефектами кристаллической структуры. Статистическое описание кристаллов с дефектами составляет базис, на котором строятся многие модели явлений переноса зарядов в полупроводниках.

Авторы пособия тщательно продумали изложение материала лекций. Впервые в учебно-методической литературе описана статистика заполнения электронами (дырками) дефектов с отрицательной энергией корреляции. Сбалансировано излагаются и теория, и ее применения. Приведены примеры из экспериментальной физики полупроводников. Представленные в пособии задачи помогут студентам лучше усваивать материал. Также пособие содержит в себе ряд полезных приложений для конкретной работы студентов.

Учебное пособие можно рекомендовать студентам, изучающим микро- и наноэлектронику. Оно позволит понять механизмы функционирования полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, так как в нем доступно изложены те факты из статистической физики полупроводников, которые используются для описания полупроводниковых приборных структур.

Пособие, несомненно, будет востребовано как студентами физических факультетов университетов, так и студентами технических вузов, специализирующимися в области нано- и микроэлектроники.

Доцент кафедры атомной физики и физической информатики Белорусского государственного университета кандидат физ.-мат. наук, доцент В.В.Литвинов
 
© URSS 2016.

Информация о Продавце