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1 华中科技大学博士研究生入学考试《半导体物理》考试大纲 (科目代码:3547) 第一部分 考试说明 一、考试性质 全国博士研究生入学考试是为高等学校招收博士研究生而设置的。它的评价标准 是高等学校优秀硕士毕业生能达到的及格或及格以上水平,以保证被录取者具有基本 的半导体物理基础并有利于在专业上择优选拔。 考试对象为参加当年全国博士研究生入学考试的硕士毕业生,或具有同等学力的 在职人员。 二、考试的学科范围 考试内容包括:半导体中的电子状态、半导体中杂质和缺陷能级、半导体中载流 子的统计分布、半导体的导电性、非平衡载流子、pn 结、金属和半导体的接触、半导 体表面与 MIS 结构、半导体异质结构、半导体的光学性质和光电与发光现象、半导体 的热电性质。 考查要点详见本纲第二部分。 三、评价目标 本课程考试的目的是考察考生对半导体物理的基本概念、基本原理和基本方法的 掌握程度和利用基础知识解决电子科学与技术相关问题的能力。 四、考试形式与试卷结构 1 答卷方式:闭卷,笔试。 2 答题时间:180 分钟。 3 各部分内容的考查比例:满分 100 分 半导体中的电子状态、杂质和缺陷能级 约 20%; 半导体中载流子的统计分布、导电性 约 30%; 非平衡载流子、p-n 结、金属-半导体接触 约 30%; 半导体表面与 MIS 结构、异质结 约 10%; 2 半导体光、电、热特性 约 10%。 4 题型比例: 简答题(包括概念、判断题、填空)45%;证明题 10%、作图及说明题 15%、 计算题 10%、论述题 20%。 第二部分 考查要点 1 半导体中的电子状态 半导体的晶格结构和结合性质;半导体中的电子状态和能带;半导体中电子的运 动、有效质量;本征半导体的导电机构、空穴;回旋共振;硅和锗的能带结构;Ⅲ– Ⅴ族化合物半导体的能带结构;Ⅱ–Ⅵ族化合物半导体的能带结构;Si1-xGex 合金的能 带;宽禁带半导体材料。 2 半导体中杂质和缺陷能级 硅、锗晶体中的杂质能级;Ⅲ–Ⅴ族化合物中的杂质能级;氮化镓、氮化铝、碳 化硅中的杂质能级;缺陷、位错能级。 3 半导体中载流子的统计分布 状态密度;费米能级和载流子的统计分布;本征半导体的载流子浓度;杂质半导 体的载流子浓度;一般情况下的载流子统计分布;简并半导体;电子占据杂质能级的 概率。 4 半导体的导电性 载流子的漂移运动和迁移率;载流子的散射;迁移率与杂质浓度和温度的关系; 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系;玻耳兹曼方程、电导率的统计理论;强电场下 的效应、热载流子;多能谷散射、耿氏效应。 5 非平衡载流子 非平衡载流子的注入与复合;非平衡载流子的寿命;准费米能级;复合理论;陷 阱效应;载流子的扩散运动;载流子的漂移扩散,爱因斯坦关系式;连续性方程式; 硅的少数载流子寿命与扩散长度。 6 pn 结 3 pn 结及其能带图;pn 结电流电压特性;pn 结电容;pn 结击穿;pn 结隧道效应。 7 金属和半导体接触 金属半导体接触及其能级图;金属半导体接触整流理论;少数载流子的注入和欧 姆接触。 8 半导体表面和 MIS 结构 表面态;表面电场效应;MIS 结构的 C–V 特性;硅–二氧化硅系统的性质;表面 电导及迁移率;表面电场对 pn 结特性的影响。 9 半导体异质结构 半导体异质结及其能带图;半导体异质 pn 结的电流电压特性及注入特性;半导体 异质结量子阱结构及其电子能态与特性;半导体应变异质结构;GaN 基半导体异质结 构;半导体超晶格。 10 半导体的光学性质和光电与发光现象 半导体的光学常数;半导体的光吸收;半导体的光电导;半导体的光生伏特效应; 半导体发光;半导体激光;半导体异质结在光电子器件中的应用。 11 半导体的热电性质 热电效应的一般描述;半导体的温差电动势率;半导体的珀耳帖效应;半导体的 汤姆逊效应;半导体的热导率;半导体热电效应的应用。 第三部分 考试样题(略)
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