内容简介

　　本教材的优势和创新在于将量子力学、统计物理、固体物理及半导体物理等有关内容有机地结合起来，以非物理专业的本科生为主要对象，重在讲解最基本的物理概念和物理思想，并用生动通俗的方式叙述和讲解相关知识，深入浅出，强调激发思考兴趣的培养。在重视传统知识架构和知识点的基础上，还适当增添了少量人文色彩。 增加与工程实际相关的一些算例。课后习题部分，将广泛使用近几年在相关领域的文献，依据文献数据进行针对性的出题。丰富习题库的内容，提升习题库的质量，进一步提升习题库与具体工程和科研实际的结合度。达到学有所用的结果。

作者简介

　　东南大学教授。1993年 “理论物理基础“教学改革 江苏省优秀教学成果 三等奖__eol__1997年 “理论物理”东南大学校优秀课程；2003年获“教学工作优秀一等奖”；2001-2003年获“三育人积极分子” ，2011年获“教学工作优秀”二等奖。

目录

目 录

第1章 微观粒子的状态

1.1 微观粒子的力学

1.1.1 粒子、波动和统计

1.1.2 微观粒子的发现

1.2 单个微观粒子的状态

1.2.1 微观粒子和运动方程

1.2.2 波态和物理量

1.2.3 势阱模型

1.2.4 谐振子模型

1.2.5 氢原子模型

1.2.6 势垒模型

1.2.7 微扰问题

1.3 大量微观粒子的状态

1.3.1 经典统计分析原理

1.3.2 麦克斯韦-玻尔兹曼分布

1.3.3 玻色�舶�因斯坦分布

1.3.4 费米-狄拉克分布

问题与习题

第2章 晶体中原子的状态

2.1 固体原子的结合

2.1.1 原子间的力

2.1.2 原子间的键

2.2 晶体原子的排列

2.2.1 晶体和非晶体

2.2.2 晶体的几何结构

2.2.3 晶体的物理结构

2.2.4 晶体的倒易结构

2.3 晶体原子的振动

2.3.1 原子序列的运动

2.3.2 简单晶格的格波

2.3.3 复式晶格的格波

2.4 声子

2.4.1 从格波到声子

2.4.2 声子气的统计分布

2.4.3 声子气的统计性质

2.4.4 声子气的单元性质

问题与习题

第3章 晶体中的大量电子

3.1 大量电子的运动

3.1.1 多体模型

3.1.2 统计模型

3.2 自由电子气

3.2.1 自由电子气的统计分布

3.2.2 费米能级

3.2.3 固体的统计性质

3.3 周期势场下的电子气

3.3.1 布洛赫电子与能带图

3.3.2 近自由电子与禁带

3.3.3 紧束缚电子与允带

3.3.4 布洛赫电子的实际情况

3.4 外界作用下的电子

3.4.1 固体中电子的概念

3.4.2 固体中电子的运动

3.4.3 固体的导电性

问题与习题

第4章 半导体电流理论

4.1 半导体常识

4.1.1 晶格和能带

4.1.2 电子和空穴

4.1.3 半导体术语

4.2 热平衡

4.2.1 本征半导体

4.2.2 浅能级杂质半导体

4.2.3 其他掺杂情况

4.3 产生�哺春�

4.3.1 跃迁常识

4.3.2 受激产生

4.3.3 自发复合

4.4 漂移〖CD*2〗扩散

4.4.1 近经典粒子气

4.4.2 漂移电流

4.4.3 扩散电流

4.5 连续性运动

4.5.1 连续性方程

4.5.2 多子和少子电流

4.5.3 稳态综合运动

4.5.4 瞬态综合运动

4.5.5 温度和强电场效应

问题与习题

第5章 半导体结构理论

5.1 材料

5.1.1 无机体材料

5.1.2 有机体材料

5.1.3 低维材料

5.2 pn结

5.2.1 基本结构

5.2.2 常规特性

5.2.3 异常特性

5.3 异质结

5.3.1 基本结构

5.3.2 优异特性

5.4 金属-半导体结构

5.4.1 基本结构

5.4.2 肖特基接触

5.4.3 欧姆接触

5.5 MOS结构

5.5.1 基本结构

5.5.2 介质电荷

5.5.3 表面态

5.6 应用实例分析

问题与习题

附录A 常用物理参数

参考文献

前言/序言

第3版前言

“电子工程物理基础”涉及量子物理、统计物理、固体物理基础以及半导体物理方面的有关内容。

量子物理、统计物理和固体物理原本是综合性大学物理系的重要理论基础课。但随着现代科学技术的发展，大量多样的新材料、新器件不断涌现，既发展了应用，也丰富了理论。新型材料、器件尺寸更小，原理更新，功能更全，与基础物理的联系更加密切。所以，多年来大多数工科院校的电子工程及有关专业类普遍开设了量子力学、统计物理、固体物理和半导体物理的课程。

编者在多年的教学实践中感到，理工科院校电子工程等专业类的培养目标、课程设置以及学生对理论基础知识需求的深度、广度，都与物理类专业存在很大差异。因此，沿用过去的模式，分门别类去讲授这几门课显得难以适应相关工科专业的特点及专业方向的发展。另一方面，这几门课本身有着内在的联系，理论物理基础是正确理解固体物理的前提，而半导体理论则是固体物理的特殊应用。基于上述原因，我们尝试着将这几门课中有关内容结合起来，作为一门课程进行系统的讲授。为此，编写了这本配套的教材《电子工程物理基础》。本教材在2002年出版后，经过多年使用，获得了不错的效果，并于2006年被正式列选普通高等教育“十一五”国家级规划教材，2014年又被遴选为“十二五”江苏省高等学校重点教材(编号：2014-1-138)（电子科学与技术类专业精品教材）。

本教材以非物理类专业的本科生为主要读者，以培养学生离开书本后仍能独立思考，自由想象为目的，努力搭建一套符合常识，前后连贯的知识体系。在物理层面上，着重展现基础物理体系的完整架构，理性关系和逻辑顺序。在工程层面上，着重提示基础理论转向实际应用后从术语体系和关注对象上发生的变化。

为此，本次修订对内容布局进行了较大幅度调整。教材不急于巨细无遗地铺陈理论，而是以每种物理的的基本对象、基本量和基本规律为知识核心，引导读者通过常识性思考而非记忆来了解物理架构，形成简明完整的物理图景。行文中还参考了新兴的科普作品，适当增添了人文色彩，增强了阅读性。本次修订中，第1章做了部分调整，以粒子、波动和统计概念为基础重述了物理框架。第2章和第3章分别选取大量原子核和大量电子为观测对象，示范物理体系在固体中的主要应用。第4章加强叙述了半导体理论与前文物理和后文应用的逻辑关系。第5章增加了各种常用半导体材料及新型低维材料的相关介绍，根据发展需要，增加了“应用实例分析”章节。

考虑到不同学校不同专业对该课程的教学要求不尽相同，本教材可灵活使用。例如，以物理为侧重点，主要讲授第1~3章，用32~48学时，后两章作为前三章的应用实例自学。又如，以工程为侧重点，第1章自学，主要讲授第2~5章，用48学时。也可以5章内容全讲授，约用64学时。

本教材第1版由东南大学唐洁影、刘柯林、汪开源执笔。

第2版由东南大学唐洁影、宋竞对原教材进行重编。

本次由东南大学唐洁影、宋竞、万能对第2版进行较大篇幅的修订。

编者

2016年6月于南京