最新文章专题视频专题问答1问答10问答100问答1000问答2000关键字专题1关键字专题50关键字专题500关键字专题1500TAG最新视频文章推荐1 推荐3 推荐5 推荐7 推荐9 推荐11 推荐13 推荐15 推荐17 推荐19 推荐21 推荐23 推荐25 推荐27 推荐29 推荐31 推荐33 推荐35 推荐37视频文章20视频文章30视频文章40视频文章50视频文章60 视频文章70视频文章80视频文章90视频文章100视频文章120视频文章140 视频2关键字专题关键字专题tag2tag3文章专题文章专题2文章索引1文章索引2文章索引3文章索引4文章索引5123456789101112131415文章专题3
当前位置: 首页 - 正文

半导体物理与器件第四版课后习题答案2

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-23 12:43:11
文档

半导体物理与器件第四版课后习题答案2

Chapter2Sketch_______________________________________Sketch_______________________________________Sketch_______________________________________FromProblem,phase=constantThenFromProblem,phase=constantThen_______________________________________Gold:eV
推荐度:
导读Chapter2Sketch_______________________________________Sketch_______________________________________Sketch_______________________________________FromProblem,phase=constantThenFromProblem,phase=constantThen_______________________________________Gold:eV
Chapter 2

     Sketch

_______________________________________

     Sketch

_______________________________________

     Sketch

_______________________________________

  

     From Problem , phase 

                                                           = constant

     Then

 

     From Problem , phase 

                                                         = constant

     Then

 

_______________________________________

 

     Gold:  eV J

     So,

        cm

     or

        m

     Cesium:  eV J

     So,

        cm

     or

        m

_______________________________________

 

     (a)  

                     kg-m/s

            m/s

       or  cm/s

     (b)   

                kg-m/s

             m/s

        or  cm/s

     (c) Yes

_______________________________________

(a)(i) 

 

                   kg-m/s

       m

  or  

(ii)

                 kg-m/s

      m

 or  

(iii) 

                  kg-m/s

      m

 or  

(b)

 

                   kg-m/s

       m

  or  

_______________________________________

        eV

     Now

 

 

     or

        kg-m/s

     Now

        m

     or

 

_______________________________________

 

     Now

         and  

     Set  and  

     Then

 

     which yields

 

 

 

               J keV

_______________________________________

(a)

            kg-m/s

        m/s

or     cm/s

 

           J

or    eV

(b)

           J

or    eV

 

           kg-m/s

        m

or     

_______________________________________

(a)

            J

   Now

 

        VkV

(b) 

         kg-m/s

   Then

        m

   or

 

_______________________________________

 

          kg-m/s

_______________________________________

(a)(i) 

       kg-m/s

(ii)

 

Now  

 

         kg-m/s

so 

           J

or eV

(b)(i) kg-m/s

      (ii)

              kg-m/s

 

             J

  or eV

_______________________________________

    kg-m/s

 

      m/s

_______________________________________

(a)

        s

(b)

             kg-m/s

_______________________________________

(a)If  and  are solutions to 

       Schrodinger's wave equation, then

 

   and

 

   Adding the two equations, we obtain

 

 

 

   which is Schrodinger's wave equation.  So

    is also a solution.

(b)If   were a solution to

Schrodinger's wave equation, then we could write

 

 

   which can be written as

 

 

   Dividing by , we find

 

   Since  is a solution, then

 

   Subtracting these last two equations, we have

 

 

     Since  is also a solution, we have

 

   Subtracting these last two equations, we obtain

 

   This equation is not necessarily valid, which 

   means that  is, in general, not a solution 

   to Schrodinger's wave equation.

_______________________________________

 

 

 

     so  

     or  

_______________________________________

 

 

 

      or  

_______________________________________

     Note that 

     Function has been normalized.

(a)Now

  

 

 

  or

 

  which yields

 

(b)

 

 

 

   or

 

  which yields

 

(c)

 

 

 

 

   which yields

 

_______________________________________

 

(a)

 

 

 

     or  

(b)

 

 

 

   or  

(c)

 

 

or  

_______________________________________

(a)

 

 

or  

(b)

 

 

or  

(c)

 

 

or  

_______________________________________

(a)(i) m/s

    or     cm/s

            m

    or     

(ii)

                   kg-m/s

 

           J

or   eV

(b)(i) m/s

or  cm/s

       m

  or  

(ii)   kg-m/s

        eV

_______________________________________

(a)

(b)

 

    so  m/scm/s

For electron traveling in direction,

         cm/s

 

                   kg-m/s

      m

      m

 

or  rad/s

_______________________________________

(a)

           kg-m/s

       m

       m

 

          rad/s

(b)

           kg-m/s

       m

       m

      rad/s

_______________________________________

 

        J

     or

 

     or  eV

     Then

           eV

           eV

           eV

_______________________________________

(a)      J

or     eV

Then

          eV

          eV

          eV

(b)

 

            J

 

             m

or      nm

_______________________________________

(a)

 

 

    or  

(b)mJ

(c)No

_______________________________________

     For a neutron and :

 

              J

     or

        eV

     For an electron in the same potential well:

 

              J

     or

        eV

_______________________________________

     Schrodinger's time-independent wave 

     equation

 

     We know that

         for  and 

     We have

         for 

     so in this region

 

     The solution is of the form

 

     where

 

     Boundary conditions:

         at 

     First mode solution:

 

     where

 

     Second mode solution:

 

     where

 

     Third mode solution:

 

     where

 

     Fourth mode solution:

 

     where

 

_______________________________________

     The 3-D time-independent wave equation in 

     cartesian coordinates for  is:

 

 

     Use separation of variables, so let

 

     Substituting into the wave equation, we 

     obtain

 

 

     Dividing by  and letting , we 

     find

(1)

     We may set

 

     Solution is of the form

 

     Boundary conditions: 

     and  

     where 

     Similarly, let

         and  

     Applying the boundary conditions, we find

        ,  

        ,  

     From Equation (1) above, we have

 

     or

 

     so that

 

_______________________________________

     (a) 

        Solution is of the form:

 

       We find

 

 

 

 

      Substituting into the original equation, we find:

    (1)      

     From the boundary conditions,

          , where 

     So  ,  

     Also  , where 

     So  ,  

    Substituting into Eq. (1) above

 

(b)Energy is quantized - similar to 1-D result.

    There can be more than one quantum state 

    per given energy - different than 1-D result.

_______________________________________

(a)Derivation of energy levels exactly the same as in the text

(b)

   For 

   Then

 

  (i) For 

 

               J

   or  eV

  (ii) For cm

 

                J

     or

        eV

_______________________________________

(a)For region II, 

 

  General form of the solution is

 

  where

 

  Term with  represents incident wave and 

term with  represents reflected wave.

  Region I, 

 

  General form of the solution is

 

  where

 

  Term involving  represents the transmitted wave and the term involving  represents reflected wave:  but if a particle is transmitted into region I, it will not be reflected so that .

  Then

 

 

(b)

  Boundary conditions:

(1)

(2)

      Applying the boundary conditions to the solutions, we find

 

 

      Combining these two equations, we find

 

 

       The reflection coefficient is

 

       The transmission coefficient is

 

_______________________________________

 

 

     where  

 

        m

(a)For m

 

 

 

(b)For m

 

 

(c)For m

 

 

_______________________________________

 

     where 

 

     or        m

(a)For m

 

(b)For m

 

(c), where  is the density of 

                 transmitted electrons.

       eVJ

 

        m/scm/s

 

          electrons/cm

     Density of incident electrons,

      cm

_______________________________________

 

(a)For 

 

     or

           m

     Then

 

 

     or

 

(b)For 

          =

 

     or

           m

     Then

 

 

     or

 

_______________________________________

 

    where  

 

       m

     (a)

  

 

 

     (b)

 

 

 

     or  m

_______________________________________

        Region I , ;

        Region II , 

        Region III , 

(a)Region I:

 

                           (incident)       (reflected)

      where

 

     Region II:

 

     where

 

     Region III:

 

     (b)

        In Region III, the  term represents a 

     reflected wave.  However, once a particle 

     is transmitted into Region III, there will 

     not be a reflected wave so that .

     (c) Boundary conditions:

          At : 

 

 

 

          At : 

 

 

 

 

 

     The transmission coefficient is defined as

 

     so from the boundary conditions, we want 

     to solve for  in terms of .  Solving 

     for  in terms of , we find

  

 

 

     We then find

 

 

 

     We have

 

     If we assume that , then  will 

     be large so that

 

     We can then write

 

 

     which becomes

 

     Substituting the expressions for  and 

     , we find

 

     and

 

 

 

     Then

 

 

     Finally,

 

_____________________________________

     Region I: 

 

 

                          incident             reflected

     where

 

     Region II: 

 

 

                          transmitted        reflected

     where

 

     Region III: 

 

 

                          transmitted

     where

 

     There is no reflected wave in Region III.

     The transmission coefficient is defined as:

 

     From the boundary conditions, solve for  

     in terms of .  The boundary conditions are:

     At :  

 

 

 

     At :  

 

 

 

 

 

     But 

 

     Then, eliminating ,  ,  from the 

     boundary condition equations, we find

 

_______________________________________

(a)Region I: Since , we can write

 

       Region II: , so

 

       Region III: 

     The general solutions can be written, 

     keeping in mind that  must remain 

     finite for , as

 

 

 

     where

           and  

     (b) Boundary conditions

     At :  

 

     At : 

 

     or

 

     (c)

 

     and since , then

 

     From , we can write

 

     or

 

     This equation can be written as

 

     or

 

     This last equation is valid only for specific values of the total energy .  The energy levels are quantized.

_______________________________________

        (J)

              (eV)

 

     or

            (eV)

         eV

        eV

         eV

         eV

_______________________________________

     We have

 

     and

 

 

     or

 

     To find the maximum probability

 

 

 

     which gives

 

     or  is the radius that gives the greatest 

     probability.

_______________________________________

      is independent of  and , so the wave 

     equation in spherical coordinates reduces to

 

     where

 

     For

 

     Then

 

     so

 

     We then obtain

 

 

     Substituting into the wave equation, we have

 

 

 

     where

 

     Then the above equation becomes

 

 

     or

 

 

     which gives 0 = 0 and shows that  is 

     indeed a solution to the wave equation.

_______________________________________

     All elements are from the Group I column of 

     the periodic table.  All have one valence 

     electron in the outer shell.

_______________________________________

文档

半导体物理与器件第四版课后习题答案2

Chapter2Sketch_______________________________________Sketch_______________________________________Sketch_______________________________________FromProblem,phase=constantThenFromProblem,phase=constantThen_______________________________________Gold:eV
推荐度:
  • 热门焦点

最新推荐

猜你喜欢

热门推荐

专题
Top