内 容
「半導体とは何か？」
本書はこの疑問に応えるために、半導体の
物性の基本的な部分から理解していただくことを目的にしている。
本書は、次の４つの構成で解説されている。
・第１章は、半導体の特性を決定づけている「量子力学」の初歩的な概念
の波動関数と物理量の関係について述べられている。
・第２～４章は、「結晶構造とその周期性」とそれに伴う格子振動やエネ
ルギー帯について述べられている。
・第５章は、「半導体」の本質について解説している。
・第６章は、「半導体デバイス」の動作原理をわかりやすく解説している。
本書は、難解でわずらわしい数式の理解よりは、そこに含まれている物理的意味の理解を重要視して、多くの図を掲載して「イメージが沸く」ような解説をしている。
また、各章には、学習内容に対応した演習問題を掲載して、復習と学習の参考に活用できる。
本書で、半導体の持つ面白さや奥深さを味わっていただきたい。
目 次
第１章 量子力学の基礎
1.1 シュレディンガー方程式の導出
1.2 物理量の量子化
1.3 固有値
1.4 波動関数の解釈と満たすべき条件
1.5 物理量の期待値
1.6 一次元の井戸型ポテンシャル
1.7 三次元の井戸型ポテンシャル
1.8 調和振動子
1.9 トンネル効果
第１章 演習問題
第２章 原子結合と結晶－格子振動
2.1 原子結合
2.2 原子結合のタイプ
2.3 結晶と対称性
2.4 ミラー指数と逆格子
2.5 一次元単原子格子
2.6 一次元二原子格子
2.7 格子振動の量子化－フォノンの概念
第２章 演習問題
第３章 エネルギー帯
3.1 自由電子エネルギー
3.2 周期的ポテンシャル中の波動関数－Bloch関数
3.3 エネルギー帯
3.4 エネルギー帯－孤立原子からのアプローチ
第３章 演習問題
第４章 電子のエネルギー分布と運動
4.1 電子のエネルギー分布
4.2 電子の運動
4.3 負の有効質量－正孔の概念
4.4 金属、半導体、絶縁体の違い－正孔による伝導
第４章 演習問題
第５章 半導体
5.1 電気伝導現象
5.2 半導体中のキャリア伝導
5.3 真性半導体
5.4 半導体における不純物－ドナーとアクセプタ
5.5 不純物半導体のキャリア統計
5.6 半導体の電気伝導現象－理論と実験の比較
5.7 過剰少数キャリア
5.8 アインシュタインの関係式
第５章 演習問題
第６章 半導体デバイス
6.1 はじめに
6.2 pn接合
6.3 pn接合ダイオード
6.4 バイポーラトランジスタ
6.5 MOSキャパシタ
6.6 MOSFET
6.7 発行と受光
6.8 発行ダイオード
6.9 レーザダイオード
6.10 フォトダイオード
6.11 太陽電池
第６章 演習問題
演習問題の解答
索引
参考書
物理定数表
