学籍番号名半導体学 1回演習1 次の問に答えなさい ① 直接遷移型

半導体⼯学
学籍番号
⽒名
1回⽬
演習1 次の問に答えなさい
① 直接遷移型半導体と間接遷移型半導体の違いについて説明しなさい
②
フェルミエネルギーEfというのはどういう状態の時のエネルギーかを説明しなさい。
③
状態密度というのはどういう物理量かを説明しなさい。
演習2
以下の式を⽤いて速度v および
E
有効質量meのエネルギーE依存性（式）を求めなさい。
 2k 2
, p  me v  k
2me
演習3 伝導帯のE-k関係が左図のようであるとき、群速度vおよび電⼦の有効質量meの波数k依存
性はどのようになるか?概略を描きなさい。
E
k


a
0

a
演習4
代表的な半導体の電⼦および正孔の有効質量は以下のとおりである。
Si
Ge
GaAs
GaN
伝導帯電⼦の有効質量me
0.26m0
0.12m0
0.065m0
0.2m0
価電⼦帯正孔の有効質mh
0.52m0
0.35m0
0.45m0
1.1m0
(1) GaAsの伝導帯電⼦・価電⼦帯正孔のエネルギー状態密度を描いた図は以下のどれか?理由を付
して答えよ
E
E
Ze(E)
E
Ze(E)
Ze(E)
Ec
Ec
Z(E)
0
Ec
Z(E)
0
Z(E)
0
Zh(E)
Zh(E)
(a)
Zh(E)
(b)
(c)
(2) GaAsの伝導帯電⼦・価電⼦帯正孔のE-k図として相応しいのは以下のどれか?理由を付
して答えよ
エネルギーE
エネルギーE
エネルギーE
伝導帯
伝導帯
Eg
0
価電⼦帯
伝導帯
波数k
0
価電⼦帯
(a)
Eg
Eg
(b)
波数k
0
価電⼦帯
(c)
波数k

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