本书是普通高等教育电子科学与技术特色专业系列教材之一，主要介绍半导体的晶体结构以及缺陷理论。全书的主要内容包括晶体的性质，晶体的构造理论，晶体的对称性理论，晶体的晶向和晶面，半导体材料及电子材料晶体结构的特点及性质，半导体中的点缺陷、线缺陷和面缺陷，以及半导体结构的表征技术。
样章试读
目录
- 目录
第1章 晶体的性质 1
1.1 晶体和非晶体 1
1.2 晶体的基本性质 2
1.3 晶体的类型和结合力 5
习题及思考题 11
第2章 晶体的构造理论 13
2.1 点阵和平移群 13
2.2 14种空间点阵形式 15
2.3 晶体结构 18
2.3.1 晶体点阵结构 18
2.3.2 晶体结构中的等同点系概念 22
2.3.3 晶胞的概念 22
2.3.4 理想晶体和实际晶体 23
2.4 晶体结构的描述方法 23
2.4.1 球体密堆积原理 23
2.4.2 配位多面体 26
2.4.3 三种描述方法举例 29
习题及思考题 29
实习A 认识布拉菲格子 31
第3章 晶体的对称性理论 32
3.1 对称性概念、对称动作和对称要素 32
3.1.1 基本概念 32
3.1.2 对称要素和对称动作 32
3.1.3 对称要素在点阵中的取向 38
3.1.4 晶体中对称轴的轴次 39
3.1.5 5重旋转轴与准晶体 40
3.2 晶体的宏观对称性及32种点群 42
3.2.1 晶体宏观对称要素 42
3.2.2 宏观对称要素的组合及32种对称类型 43
3.2.3 点群按特征对称要素分类及点群的表示符号 46
3.3 晶体的微观对称性及230种空间群 48
习题及思考题 54
实验B 认识典型的晶胞 54
第4章 晶体的晶向和晶面 55
4.1 原子坐标 55
4.2 晶面及晶面指数 56
4.3 晶向及晶向指数 57
4.4 倒易点阵 59
4.4.1 倒易点阵几何 59
4.4.2 倒易点阵的矢量分析 62
4.5 晶面间距及夹角、晶向夹角及晶带 64
4.5.1 晶面间距 64
4.5.2 晶面及晶向夹角 67
4.5.3 晶带 68
习题及思考题 70
实习C 认识晶体的宏观对称性 71
第5章 半导体材料及电子材料晶体结构的特点及性质 72
5.1 典型半导体材料晶体结构类型 72
5.1.1 金刚石型结构 72
5.1.2 闪锌矿型结构 74
5.1.3 纤锌矿型和氯化钠型结构 76
5.2 半导体材料晶体结构与性能的关系 77
5.2.1 金刚石型和闪锌矿型结构的一些重要参数 78
5.2.2 解理面 81
5.2.3 腐蚀特性 82
5.2.4 晶体生长性 85
5.3 电子材料中其他几种典型晶体结构 88
5.4 固溶体晶体结构 92
5.4.1 替代式固溶体 92
5.4.2 间隙式固溶体 93
5.5 液晶的结构及特征 94
5.5.1 近晶型结构 94
5.5.2 向列型结构 94
5.5.3 胆甾型结构 95
5.6 纳米晶体的结构及特征 96
习题及思考题 97
实习D 认识晶向和晶面 98
第6章 半导体中的点缺陷 100
6.1 点缺陷的基本概念 100
6.1.1 热缺陷的种类 100
6.1.2 热缺陷的统计计算 103
6.1.3 杂质原子 105
6.1.4 锗、硅晶体中的空位及组态 108
6.2 化合物半导体中的点缺陷 109
6.2.1 化合物点缺陷的种类 109
6.2.2 点缺陷的电离及对材料电化学性能的影响 111
6.2.3 点缺陷平衡浓度的计算 113
6.2.4 点缺陷与化学计量比偏离 116
6.2.5 外压对点缺陷浓度的影响 117
6.3 点缺陷的缔合 119
习题及思考题 122
第7章 半导体中的线缺陷 123
7.1 晶体滑移机构及位错模型的提出 123
7.1.1 临界切应力概念 123
7.1.2 晶体滑移机构及位错模型的建立 124
7.1.3 位错的基本类型 126
7.2 伯格斯矢量 129
7.2.1 伯格斯回路与伯格斯矢量 129
7.2.2 伯格斯矢量的守恒性 133
7.2.3 一种常见的确定伯格斯矢量的方法——Frank处理方法 134
7.2.4 伯格斯矢量的一种符号表示法 134
7.3 位错的产生、运动及增殖机构 136
7.3.1 机械应力和热应力产生位错的分析 136
7.3.2 空位团的崩塌产生位错及位错的攀移运动 140
7.3.3 位错增殖机制 141
7.4 位错的应力场和应变能 143
7.4.1 刃型位错的应力场 143
7.4.2 螺型位错的应力场 144
7.4.3 位错的应变能 145
7.5 位错与其他缺陷间的相互作用 147
7.5.1 位错与杂质原子的相互作用 147
7.5.2 位错与空位、间隙原子等点缺陷的相互作用 149
7.5.3 位错的交割与割阶 150
7.5.4 位错间的弹性交互作用 151
7.6 锗、硅单晶中的位错 155
7.6.1 金刚石型晶体的几种典型位错 156
7.6.2 位错对半导体材料的影响 160
习题及思考题 162
第8章 半导体中的面缺陷 164
8.1 层错 164
8.1.1 堆垛层错 164
8.1.2 不全位错 165
8.1.3 扩展位错 168
8.1.4 金刚石型结构的堆垛层错以及不全位错的原子排布特点 170
8.2 晶界 171
8.2.1 小角度晶粒间界的位错模型 171
8.2.2 孪生晶界 173
8.2.3 镶嵌组织、亚晶界 174
8.2.4 晶界能及杂质吸附 175
8.3 相界 176
习题及思考题 178
第9章 半导体结构的表征技术 179
9.1 晶体的极射赤面投影表示 179
9.2 晶体的定向方法 182
9.3 XRD光谱与晶体结构 184
9.3.1 X射线的产生及性质 184
9.3.2 X射线晶体衍射与布拉格方程 186
9.3.3 复杂晶体对X射线的衍射 188
9.3.4 单晶衍射技术——劳厄法 191
9.3.5 X射线粉末衍射 193
9.3.6 X射线粉末衍射谱图分析 194
9.4 透射电子显微镜 196
9.4.1 透射电子显微镜的工作原理 196
9.4.2 电子束在像平面成像 197
9.4.3 电子束在焦平面成像 198
习题及思考题 200
参考文献 201
附录A 常见矿石的名称、分子式与所属晶系 202
附录B 常见单质的所属晶系 206
附录C 常见半导体材料的XRD标准卡 207
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