本书不仅包括了量子力学、半导体物理和半导体器件的基本工作原理等内容，还写进了现代半导体器件的最新进展以及器件的实际应用。本书不仅是一本很好的教科书，也很适合作为微电子和相关领域的工程技术人员的参考书。作者Betty Lise Andemorl博士是美国俄亥俄州立大学工学院的电机工程教授，讲授多门本科生和研究生的课程。曾经在工业界工作过九年，有丰富的研究经验，目前正在从事用于通讯、雷达和信息处理的光子学器件研究。因此，与实际器件应用紧密结合也是本书的一个特性。

本书不仅包括了量子力学、半导体物理和半导体器件(包括二极管、场效应晶体管、双极晶体管和光电器件)的基本工作原理等内容，还写进了现代半导体器件的最新进展以及器件的实际应用。例如：对于显著影响现代小尺寸器件电学特性的二级效应进行了分析和公式推导，给出了描述小尺寸器件特性的最新的数学表达式；考虑到异质结在场效应器件、双极器件和光电器件中的应用日益增加，书中对半导体异质结作了着重介绍；由于半导体制造设备和工艺技术的提高，“能带工程”得以实现，随之带来了器件性能的提高，所以本书在重点介绍硅材料和硅器件的基础上，还介绍了化合物半导体器件、合金器件(女HSiGe，A1GaAs）和异质结器件；本书还利用电路分析程序SPICE对器件的I—V特性进行了模拟，对简单电路进行了稳态和瞬态分析。

本书不仅是一本很好的教科书，也很适合作为微电子和相关领域的工程技术人员的参考书。作者Betty Lise Andemorl博士是美国俄亥俄州立大学工学院的电机工程教授，讲授多门本科生和研究生的课程。曾经在工业界工作过九年，有丰富的研究经验，目前正在从事用于通讯、雷达和信息处理的光子学器件研究。因此，与实际器件应用紧密结合也是本书的一个特性。

Electron Energy and States in

Semiconductors  3

1.1 Introduction and Preview 3

1.2 A Brief History 4

1.3 Application to the Hydrogen Atom 5

  1.3.1 The Bohr Model for the Hydrogen

     Atom 5

  1.3.2 Application to Molecules: Covalent

     Bonding 11

  1.3.3 Quantum Numbers and the Pauli

     Exclusion Principle 13

  1.3.4 Covalent Bonding in Crystalline

     Solids 14

1.4 Wave-Particle Duality 20

1.5 The Wave Function 22

  1.5.1 Probability and the Wave Function 22

1.6 The Electron Wave Function 23

  1.6.1 The Free Electron in One

     Dimension 23

  1.6.2 The de Broglie Relationship 25

 "1.6.3 The Free Electron in Three

     Dimensions 26

  1.6.4 The Quasi-Free Electron Model 27

  1.6.5 Reflection and Tunneling 32

1.7 A First Look at Optical Emission and

 Absorption 33

1.8 Crystal Structures, Planes,

 and Directions 39

1.9 Summary 41

1.10 Reading List 42

1.11 References 42

1.12 Review Questions 42

1.13 Problems 43

Homogeneous Semiconductors

2.1 Introduction and Preview 48

2.2 Pseudo-Classical Mechanics for Electrons

 in Crystals 49

  2.2.1 One-Dimensional Crystals 49

 *2.2.2 Three-Dimensional Crystals 55

2.3 Conduction Band Structure 56

2.4 Valence Band Structure 58

2.5 Intrinsic Semiconductors 59

2.6 Extrinsic Semiconductors 62

  2.6.1 Donors 62

  2.6.2 Acceptors 66

2.7 The Concept of Holes 67

  2.7.1 Hole Charge 67

 *2.7.2 Effective Mass of Holes 69

2.8 Density-of-States Functions for Electrons

 in Bands 71

  2.8.1 Density of States and Density-of-States

     Effective Mass 71

2.9 Fermi-Dirac Statistics 73

  2.9.1 Fermi-Dirac Statistics for Electrons and

     Holes in Bands 73

2.10 Electron and Hole Distributions with

 Energy 76