內容簡介

　　本教材的優勢和創新在於將量子力學、統計物理、固體物理及半導體物理等有關內容有機地結閤起來，以非物理專業的本科生為主要對象，重在講解最基本的物理概念和物理思想，並用生動通俗的方式敘述和講解相關知識，深入淺齣，強調激發思考興趣的培養。在重視傳統知識架構和知識點的基礎上，還適當增添瞭少量人文色彩。 增加與工程實際相關的一些算例。課後習題部分，將廣泛使用近幾年在相關領域的文獻，依據文獻數據進行針對性的齣題。豐富習題庫的內容，提升習題庫的質量，進一步提升習題庫與具體工程和科研實際的結閤度。達到學有所用的結果。

作者簡介

　　東南大學教授。1993年 “理論物理基礎“教學改革 江蘇省優秀教學成果 三等奬__eol__1997年 “理論物理”東南大學校優秀課程；2003年獲“教學工作優秀一等奬”；2001-2003年獲“三育人積極分子” ，2011年獲“教學工作優秀”二等奬。

目錄

目 錄

第1章 微觀粒子的狀態

1.1 微觀粒子的力學

1.1.1 粒子、波動和統計

1.1.2 微觀粒子的發現

1.2 單個微觀粒子的狀態

1.2.1 微觀粒子和運動方程

1.2.2 波態和物理量

1.2.3 勢阱模型

1.2.4 諧振子模型

1.2.5 氫原子模型

1.2.6 勢壘模型

1.2.7 微擾問題

1.3 大量微觀粒子的狀態

1.3.1 經典統計分析原理

1.3.2 麥剋斯韋-玻爾茲曼分布

1.3.3 玻色�舶�因斯坦分布

1.3.4 費米-狄拉剋分布

問題與習題

第2章 晶體中原子的狀態

2.1 固體原子的結閤

2.1.1 原子間的力

2.1.2 原子間的鍵

2.2 晶體原子的排列

2.2.1 晶體和非晶體

2.2.2 晶體的幾何結構

2.2.3 晶體的物理結構

2.2.4 晶體的倒易結構

2.3 晶體原子的振動

2.3.1 原子序列的運動

2.3.2 簡單晶格的格波

2.3.3 復式晶格的格波

2.4 聲子

2.4.1 從格波到聲子

2.4.2 聲子氣的統計分布

2.4.3 聲子氣的統計性質

2.4.4 聲子氣的單元性質

問題與習題

第3章 晶體中的大量電子

3.1 大量電子的運動

3.1.1 多體模型

3.1.2 統計模型

3.2 自由電子氣

3.2.1 自由電子氣的統計分布

3.2.2 費米能級

3.2.3 固體的統計性質

3.3 周期勢場下的電子氣

3.3.1 布洛赫電子與能帶圖

3.3.2 近自由電子與禁帶

3.3.3 緊束縛電子與允帶

3.3.4 布洛赫電子的實際情況

3.4 外界作用下的電子

3.4.1 固體中電子的概念

3.4.2 固體中電子的運動

3.4.3 固體的導電性

問題與習題

第4章 半導體電流理論

4.1 半導體常識

4.1.1 晶格和能帶

4.1.2 電子和空穴

4.1.3 半導體術語

4.2 熱平衡

4.2.1 本徵半導體

4.2.2 淺能級雜質半導體

4.2.3 其他摻雜情況

4.3 産生�哺春�

4.3.1 躍遷常識

4.3.2 受激産生

4.3.3 自發復閤

4.4 漂移〖CD*2〗擴散

4.4.1 近經典粒子氣

4.4.2 漂移電流

4.4.3 擴散電流

4.5 連續性運動

4.5.1 連續性方程

4.5.2 多子和少子電流

4.5.3 穩態綜閤運動

4.5.4 瞬態綜閤運動

4.5.5 溫度和強電場效應

問題與習題

第5章 半導體結構理論

5.1 材料

5.1.1 無機體材料

5.1.2 有機體材料

5.1.3 低維材料

5.2 pn結

5.2.1 基本結構

5.2.2 常規特性

5.2.3 異常特性

5.3 異質結

5.3.1 基本結構

5.3.2 優異特性

5.4 金屬-半導體結構

5.4.1 基本結構

5.4.2 肖特基接觸

5.4.3 歐姆接觸

5.5 MOS結構

5.5.1 基本結構

5.5.2 介質電荷

5.5.3 錶麵態

5.6 應用實例分析

問題與習題

附錄A 常用物理參數

參考文獻

前言/序言

第3版前言

“電子工程物理基礎”涉及量子物理、統計物理、固體物理基礎以及半導體物理方麵的有關內容。

量子物理、統計物理和固體物理原本是綜閤性大學物理係的重要理論基礎課。但隨著現代科學技術的發展，大量多樣的新材料、新器件不斷湧現，既發展瞭應用，也豐富瞭理論。新型材料、器件尺寸更小，原理更新，功能更全，與基礎物理的聯係更加密切。所以，多年來大多數工科院校的電子工程及有關專業類普遍開設瞭量子力學、統計物理、固體物理和半導體物理的課程。

編者在多年的教學實踐中感到，理工科院校電子工程等專業類的培養目標、課程設置以及學生對理論基礎知識需求的深度、廣度，都與物理類專業存在很大差異。因此，沿用過去的模式，分門彆類去講授這幾門課顯得難以適應相關工科專業的特點及專業方嚮的發展。另一方麵，這幾門課本身有著內在的聯係，理論物理基礎是正確理解固體物理的前提，而半導體理論則是固體物理的特殊應用。基於上述原因，我們嘗試著將這幾門課中有關內容結閤起來，作為一門課程進行係統的講授。為此，編寫瞭這本配套的教材《電子工程物理基礎》。本教材在2002年齣版後，經過多年使用，獲得瞭不錯的效果，並於2006年被正式列選普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材，2014年又被遴選為“十二五”江蘇省高等學校重點教材(編號：2014-1-138)（電子科學與技術類專業精品教材）。

本教材以非物理類專業的本科生為主要讀者，以培養學生離開書本後仍能獨立思考，自由想象為目的，努力搭建一套符閤常識，前後連貫的知識體係。在物理層麵上，著重展現基礎物理體係的完整架構，理性關係和邏輯順序。在工程層麵上，著重提示基礎理論轉嚮實際應用後從術語體係和關注對象上發生的變化。

為此，本次修訂對內容布局進行瞭較大幅度調整。教材不急於巨細無遺地鋪陳理論，而是以每種物理的的基本對象、基本量和基本規律為知識核心，引導讀者通過常識性思考而非記憶來瞭解物理架構，形成簡明完整的物理圖景。行文中還參考瞭新興的科普作品，適當增添瞭人文色彩，增強瞭閱讀性。本次修訂中，第1章做瞭部分調整，以粒子、波動和統計概念為基礎重述瞭物理框架。第2章和第3章分彆選取大量原子核和大量電子為觀測對象，示範物理體係在固體中的主要應用。第4章加強敘述瞭半導體理論與前文物理和後文應用的邏輯關係。第5章增加瞭各種常用半導體材料及新型低維材料的相關介紹，根據發展需要，增加瞭“應用實例分析”章節。

考慮到不同學校不同專業對該課程的教學要求不盡相同，本教材可靈活使用。例如，以物理為側重點，主要講授第1~3章，用32~48學時，後兩章作為前三章的應用實例自學。又如，以工程為側重點，第1章自學，主要講授第2~5章，用48學時。也可以5章內容全講授，約用64學時。

本教材第1版由東南大學唐潔影、劉柯林、汪開源執筆。

第2版由東南大學唐潔影、宋競對原教材進行重編。

本次由東南大學唐潔影、宋競、萬能對第2版進行較大篇幅的修訂。

編者

2016年6月於南京