覆盖范围：包括原子物理、量子力学的概念和基本原理、波函数和波动方程、一维定态问题、力学量算符对称性及守恒定律、中心力场、粒子在电磁场中的运动、自旋、定态微扰论、量子跃迁等。
建议参考书：《量子力学》第一卷，曾瑾言，科学出版社第三版。
977《固体物理》
覆盖范围：晶体结构、晶体缺陷、晶体结合、晶体振动及热学性质、金属电子论、能带论、电导论等。
建议参考书：《固体物理》黄昆原著 韩汝琦改编，高等教育出版社。
976《半导体物理》
考试内容
一、晶格结构和结合性质
§1.1 晶体的结构
晶格的周期性、金刚石结构、闪锌矿结构和钎锌矿结构
§1.2 半导体的结合性质
共价结合和离子结合、共价四面体结构、混合键
二、半导体中的电子状态
§2.1 晶体中的能带
原子能级和固体能带、晶体中的电子状态
§2.2 晶体中电子的运动
§2.3 导电电子和空穴
§2.4 常见半导体的能带结构
§2.5 杂质和缺陷能级
施主能级和受主能级、n型半导体和p型半导体、类氢模型、深能级杂质、等电子杂质
三、电子和空穴的平衡统计分布
§3.1 费米分布函数
§3.2 载流子浓度对费米能级的依赖关系
态密度、载流子浓度
§3.3 本征载流子浓度
§3.4 非本征载流子浓度
杂质能级的占用几率、单一杂质能级情形、补偿情形
四、输运现象
§4.1 电导和霍尔效应的分析
§4.2 载流子的散射
§4.3 电导的统计理论
五、过剩载流子
§5.1 过剩载流子及其产生和复合
§5.2 过剩载流子的扩散
一维稳定扩散、爱因斯坦关系
§5.3 过剩载流子的漂移和扩散
§5.7 直接复合
§5.8 间接复合
§5.9 陷阱效应
六、pn结
§6.1 pn结及其伏安特性
§6.3 pn结的光生伏特效应
§6.4 pn结中的隧道效应
七、半导体表面层和MIS结构
§7.1 表面感生电荷层
§7.2 MIS电容
理想MIS结构的C-V特性、实际MIS结构的C-V特性、Si-SiO2系统中电荷的实验研究
八、金属半导体接触和异质结
§8.1 金属－半导体接触
§8.2 肖特基二极管的电流
越过势垒的电流、两极管理论、扩散理论、隧穿电流和欧姆接触
§8.4 异质结
§8.6 半导体超晶格
注：以上的考试大纲内容大约是参考书内容的一半，这是必须掌握的，也是考试范围。其余部分可作进一步学习的参考，但不在考试范围。
建议参考书：《半导体物理》上册，叶良修，高等教育出版社，1984年。
856《电子线路》
本考试大纲是为了便于硕士入学考生对《电子线路》课程进行复习而制定。大纲提供了参考书目，考生也可以根据自己的实际情况选择合适的参考书。
第一部分 模拟电路
考试题型：选择题，填空题，分析计算题。
建议参考书：童诗白、华成英主编，模拟电子技术基础（第三版），高等教育出版社，2001年。
总分：约75分。
一、常用半导体器件
1．了解PN结的基本特性。了解晶体管，场效应管的基本特性。熟悉扩散，飘移，耗尽层，导电沟道等基本概念。熟悉晶体管，场效应管三个工作区域的条件。
2．熟练掌握二极管的微变等效电路，理想二极管等效模型。并能进行计算。
3．掌握稳压管的伏安特性和等效电路。掌握晶体管，场效应管的结构和符号表示。
二、基本放大电路
1．掌握晶体管，场效应管各种组态的放大电路。
2．掌握其静态工作点，动态参数的计算方法并准确画出其交直流等效电路。掌握掌握晶体管，场效应管放大电路的区别。
3．掌握放大电路主要性能指标：放大倍数，输入电阻，输出电阻，最大不失真输出电压，上下限截止频率。
4．掌握图解法分析失真情况，和h参数等效电路计算放大倍数，输入输出阻抗。
5．了解各种接法的放大电路在放大倍数，输入输出阻抗，带宽等性能上的特性。
三、多级放大电路
1．掌握多级放大电路的计算。尤其熟练掌握两级放大电路的交直流等效电路，两级放大电路的各种计算。
2．掌握直接耦合差分放大电路各项性能指标的计算。
3．理解互补输出电路的特点。
4．熟握共模抑制比，差模抑制比的概念及定义，及其在具体电路中的计算。
四、集成运算放大电路
1．了解集成运放的基本概念，符号。
2．掌握镜像电流源，比例电流源，微电流源的工作原理。
五、放大电路的频率响应
1．掌握晶体管，场效应管的高频等效模型。
2．掌握上限频率，下限频率，通频带，相位补偿等基本概念。
3．掌握波特图的绘制方法
4．掌握放大电路频响的计算分析方法。
六、放大电路中的反馈
1．掌握各种反馈电路组态的判断方法。掌握在深度负反馈条件下电压放大倍数，输入，输出阻抗的计算方法。
2．正确理解负反馈放大电路放大倍数在不同反馈组态下的物理意义。
3．掌握负反馈在改善电路性能方面的作用。并根据需要在放大电路中引入合适的负反馈。
4．掌握波特图分析产生自激振荡的方法。
5．掌握放大电路稳定裕度的计算方法。
七、信号的运算和处理
1．掌握理想运放构成加、减、乘、除等简单运算电路的方法。
2．掌握利用“虚短”和“虚断”的概念分析运算电路的方法。
3．掌握节电电流法，叠加原理分析各种运算电路的方法。根据需要选择合理的电路做设计。
4．掌握有源滤波电路的组成，特点以及分析方法。
八、波形的发生和信号的处理
1．掌握锁相环的组成和工作原理。
2．掌握单限，滞回比较器的工作原理。
3．掌握三种正弦波振荡电路（RC,LC,石英晶体）的分析方法。
九、功率放大电路
1. 功率放大电路的特点
2. 常见功率放大电路
3. 消除交越失真的OCL电路
4. 熟练掌握功率放大电路性能分析
十、直流电源
1． 掌握直流电源的组成及各部分的作用
2． 单相整流滤波电路
3． 熟练掌握稳压电路的性能指标
4． 稳压管稳压电路
5． 串联型线性稳压电路
6． 开关型稳压电路
第二部分 数字电路
建议参考书：阎石主编，数字电子技术基础（第五版），高等教育出版社。
总分：约75分。
一、逻辑代数基础
掌握数制、码制的基本概念与表示方法，能够熟练地进行不同数制和编码的转换。
掌握逻辑代数的基本概念、基本运算、基本定理、基本定律和法则以及逻辑函数的标准表示形式等。
掌握各种形式的逻辑函数的相互转换方法，熟练利用逻辑代数以及卡诺图对逻辑函数进行转换与化简等；
理解逻辑函数约束的基本概念以及约束的基本表示方法，掌握具有约束项的逻辑函数化简等。
二、集成门电路基础
了解二极管、三极管的开关特性；
了解二极管、三极管分立元件门电路的结构、原理。
掌握基本TTL门电路和CMOS门电路的电路结构、工作原理以及输入输出特性。
了解其它各种不同类型的门电路的特点和应用：
TTL OC门电路、ECL门电路、三态门、传输门、漏极开路CMOS门等。
了解74系列和4000系列门电路器件特点。
理解TTL和CMOS门电路的电气特性与参数：速度、功耗、抗干扰、驱动能力和噪声容限等。掌握门电路相互驱动的正确使用条件，能够根据门电路的输入输出特性正确使用各种门电路。
三、组合逻辑电路
掌握组合逻辑电路的特点。
熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤。
熟悉常用组合逻辑电路模块的原理、结构、逻辑功能和应用：
编码器和译码器；
运算电路；
数值比较器；
多路选择器；
多路分配器。
掌握组合逻辑电路的设计方法：
基于门电路的设计。
基于常用MSI、LSI的组合逻辑电路设计。
了解组合逻辑电路中的冒险现象及其消除方法。
四、集成触发器
了解触发器的结构和工作原理。
理解常用集成触发器的逻辑符号、功能特点以及异步置位、复位功能以及现态与次态、电平触发与边沿触发等基本概念。
掌握触发器的四种基本类型及其特性方程：RS型、JK型、D型、T型，能够用特性方程、状态表、状态图、时序图表示四种基本触发器的逻辑功能。
掌握不同类型触发器的相互转换方法。
了解触发器的简单应用。
五、时序逻辑电路
了解两种时序电路模型（Milly模型与Moore模型）的异同和转换。
了解时序逻辑电路的特点、分类和功能描述等。
理解同步与异步时序电路的概念，理解电路现态与次态、自启动等等与时序电路相关的概念。
掌握同步时序电路的分析方法与一般步骤：
逻辑表达式、状态转换表、状态转换图、时序图等。
熟悉常用同步时序电路模块的结构和逻辑功能：
移位寄存器；
同步计数器。等。
掌握同步时序电路的设计方法：
基于触发器的同步时序电路设计（状态机设计）；
带有冗余状态的状态机设计；
基于触发器的同步计数器设计；
基于计数器模块的同步计数器设计；
同步时序电路设计中的自启动问题。
掌握异步时序电路的分析方法，了解异步时序电路的设计方法。
了解基本型异步时序电路中的冒险、竞争现象及其消除方法。
六、脉冲波形的产生与整形
熟悉两种最常用的整形电路—施密特触发器和单稳态触发器功能特点，掌握其参数分析方法。
了解常见形式的多谐振荡器。
掌握555定时器的工作原理及应用，用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作特点及其振荡周期的估算。
掌握石英晶体多谐振荡电路的构成、工作特点及其振荡频率。
七、大规模集成电路、半导体存储器及可编程逻辑
了解半导体存储器的种类和特点，ROM、RAM的结构组成、工作原理和主要应用，PLD的基本结构、分类及其特点。能根据系统的需求配置存储器。
掌握PROM、EPROM实现组合逻辑函数的原理和方法。
掌握ROM、RAM容量扩展方法。
了解可编程逻辑器件的类型以及FPGA的开发流程。
八、A/D与D/A转换
掌握 D/A和A/D的基本概念，D/A、A/D转换器的转换精度和转换速度。
了解 D/A转换器的输入和输出关系的计算， A/D转换器的主要类型、结构特点、基本工作原理和性能比较。
859《信号与系统》
本《信号与系统》考试大纲适用于中国科学院大学信号与信息处理等专业的硕士研究生入学考试。信号与系统是电子通信、控制科学与工程等许多学科专业的基础理论课程，它主要研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。认识如何建立信号与系统的数学模型，通过时间域与变换域的数学分析对系统本身和系统输出信号进行求解与分析，对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。要求考生熟练掌握《信号与系统》课程的基本概念与基本运算，并能加以灵活应用。
一、考试内容
（一）概论
1.信号的定义及其分类；
2.信号的运算；
3.系统的定义与分类；
4.线性时不变系统的定义及特征；
5.系统分析方法。
（二）连续时间系统的时域分析
1.微分方程的建立与求解；
2.零输入响应与零状态响应的定义和求解；
3.冲激响应与阶跃响应；
4.卷积的定义，性质，计算等。
（三）傅里叶变换
1.周期信号的傅里叶级数和典型周期信号频谱；
2.傅里叶变换及典型非周期信号的频谱密度函数；
3.傅里叶变换的性质与运算；
4.周期信号的傅里叶变换；
5.抽样定理；抽样信号的傅里叶变换；
6.能量信号，功率信号，相关等基本概念；以及能量谱，功率谱，维纳－欣钦公式。
（四）拉普拉斯变换
1.拉普拉斯变换及逆变换；
2.拉普拉斯变换的性质与运算；
3.线性系统拉普拉斯变换求解；
4.系统函数与冲激响应；
5.周期信号与抽样信号的拉普拉斯变换；
（五）S域分析、极点与零点
1.系统零、极点分布与其时域特征的关系；
2.自由响应与强迫响应，暂态响应与稳态响应和零、极点的关系；
3.系统零、极点分布与系统的频率响应；
4.系统稳定性的定义与判断。
（六）连续时间系统的傅里叶分析
1.周期、非周期信号激励下的系统响应；
2.无失真传输；
3.理想低通滤波器；
4.佩利－维纳准则；
5.希尔伯特变换；
6.调制与解调。
（七）离散时间系统的时域分析
1.离散时间信号的分类与运算；
2.离散时间系统的数学模型及求解；
3.单位样值响应；
4.离散卷积和的定义，性质与运算等。
（八）离散时间信号与系统的Z变换分析
1.Z变换的定义与收敛域；
2.典型序列的Z变换；逆Z变换；
3.Z变换的性质；
4.Z变换与拉普拉斯变换的关系；
5.差分方程的Z变换求解；
6.离散系统的系统函数；
7.离散系统的频率响应；
8.数字滤波器的基本原理与构成。
（九）系统的状态方程分析
1.系统状态方程的建立与求解；
2. S域流图的建立、求解与性能分析；
3. Z域流图的建立、求解与性能分析；
二、考试要求
（一）概论
1、掌握信号的基本分类方法，以及指数信号、正弦信号、复指数信号、钟形信号的定义和表示方法。
2、掌握信号的移位、反褶、尺度倍乘、微分、积分以及两信号相加或相乘，熟悉在运算过程中表达式对应的波形变化，了解运算的物理背景。
3、掌握阶跃信号与冲激信号。熟悉斜变信号与冲激偶信号。
4、掌握信号的直流与交流、奇与偶、脉冲、实部与虚部、正交函数等分解方法。
5、掌握系统的分类，连续时间系统与离散时间系统、即时系统与动态系统、集总参数与分布参数系统、线性系统与非线性系统、时变系统与时不变系统、可逆与不可逆系统的定义和物理意义，熟悉各种系统的数学模型。
6、掌握线性时不变系统的基本特性，叠加性与均匀性、时不变性，微分特性。
（二）连续时间系统的时域分析
1、熟悉微分方程式的建立与求解。
2、掌握零输入响应和零状态响应。
3、掌握冲击响应与阶跃响应。
4、熟练掌握卷积的定义、性质和计算。
（三） 傅里叶变换
1、掌握周期信号的傅里叶级数，三角函数形式和指数形式；
2、理解典型周期信号，周期矩形脉冲信号、周期三角脉冲信号、周期半波余弦信号、周期全波余弦信号频谱的特点；
3、熟练掌握傅立叶变换；
4、掌握典型非周期信号，单边指数信号、双边指数信号、矩形脉冲信号、钟形脉冲信号、升余弦脉冲信号的傅立叶变换；
5、熟练掌握冲激函数和阶跃函数的傅立叶变换；
6、掌握傅立叶变换的基本性质，对称性、线性、奇偶虚实性、尺度变换特性、时移特性、频移特性微分特性、积分特性；
7、熟练掌握卷积；
8、掌握周期信号的傅立叶变换，正弦和余弦信号、一般周期信号；
9、理解抽样信号的傅立叶变换；
10、熟练掌握抽样定理。
（四）拉普拉斯变换
1、深入理解拉普拉斯变换的定义、应用范围、物理意义及收敛；
2、掌握常用函数的拉氏变换，阶跃函数、指数函数、冲激函数；
3、熟练掌握拉氏变换的性质，线性、原函数积分、原函数微分、延时、S域平移、尺度变换、初值、终值、卷积；
4、掌握拉普拉斯逆变换；
（五）S域分析、极点与零点
1、熟练掌握用拉普拉斯变换法分析电路、S域元件模型；
2、深入理解系统函数的定义、及物理意义；
3、熟练掌握系统零、极点分布与其时域特征的关系；
4、熟练掌握自由响应与强迫响应，暂态响应与稳态响应和零、极点的关系；
5、熟练掌握系统零、极点分布与系统的频率响应的关系；
6、灵活运用二阶谐振系统的S平面分析方法；
7、深入理解系统稳定性的定义与判断。
（六）滤波、调制与抽样
1、掌握利用系统函数H(jw)求响应，理解其物理意义；
2、深入理解无失真传输的定义、特性；
3、熟练掌握理想低通滤波器的频域特性和冲激响应、阶跃响应；
4、掌握系统的物理可实现性、佩利-维纳准则；
5、掌握希尔伯特变换；
6、掌握调制与解调以及带通滤波器的运用；
7、理解从抽样信号恢复连续时间信号的原理；
8、理解脉冲编码调制、频分复用和时分复用；
（七）信号矢量空间分析
1、理解完备正交函数集、帕塞瓦尔定理；
2、掌握沃尔什函数；
3、深入理解相关；
4、了解能量谱和功率谱；
5、掌握匹配滤波器；
6、了解码分复用、码分多址通信；
（八）离散时间系统的时域分析
1、掌握离散时间信号-序列的分类与运算；
2、掌握离散时间系统的数学模型及求解；
3、深入理解单位样值响应；
4、熟练掌握离散卷积和的定义，性质与计算等。
（九）离散时间信号与系统的Z变换分析
1、深入理解Z变换的定义与收敛域；
2、掌握典型序列的Z变换；
3、理解逆Z变换；
4、掌握Z变换的性质；
5、理解Z变换与拉普拉斯变换的关系；
6、掌握差分方程的Z变换求解；
7、理解离散系统的系统函数；
8、理解离散系统的频率响应；
9、理解序列的傅立叶变换；
（十）系统的状态方程分析
1. 利用系统的状态方程求解系统的输出响应；
2. 利用S域流图分析析连续系统的性能；
3. 利用Z域流图掌握无限冲击响应数字滤波器，掌握有限冲激响应数字滤波器；
三、建议参考书目：
郑君里等，《信号与系统》，上下册，高等教育出版社，2000年5第二版。
半导体材料：氧化锌半导瓷 化学式：ZnO 基本概况：ZnO(氧化锌)是一种新型的化合物半导体材料Ⅱ一Ⅵ宽禁带(E =3．37eV)。在常温常压下其是一种非常典型的直接宽禁半导体材料，稳定相是六方纤锌矿结构，其禁带宽度所对应紫外光波长，有希望能够开发出蓝绿光、蓝光、紫外光等等多种发光器件。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。 晶体数据：针状体根部直径 (µm) 0.1～10 比热 (J/g·k) 5.52 耐热性能 (℃) 1720(升华） 真实密度 (g/cm3) 5.8 表观密度 (g/cm3) 0.01～0.5 粉体电阻率 (Ω·cm) 104～109 介电常数 (实部) 4.5～30 介电常数 (虚部) 20～135 拉伸强度 (MPa) 1.2×104 d性模量 (MPa) 3.5×105 热膨胀率 (％/℃) 4×106 氧化锌空间结构 电镜下的氧化锌半导体材料 制备方法：纯氧化锌是煅烧锌矿石或在空气中燃烧锌条而得。氧化锌结晶是六角晶系，晶格常数α=3.25×10-10m，c=5.20×10-10m。室温下满足化学计量比关系的氧化锌晶体或多晶体中导电载流子极少，具有绝缘体的性能。在空气中经高温处理后，将会因氧的过剩或不足而成为偏离化学计量比关系的不完整晶体，即含有氧缺位或氧填隙锌的非化学计量比结晶，使自由电子或空穴大大增多，氧化锌由白色绝缘体变成青黑色半导体。当在氧化锌中加入适量的其他氧化物或盐类,如Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3、Al2O3或Al(NO3)2等作为添加剂，按一般的陶瓷工艺成型烧结，可以制得氧化锌半导瓷。理论模型:六方纤锌矿结构是理想的氧化锌，对称性C6v-4、属于P63mc空间群，品格常数C=O．521 nm，Y=120 ，a=b=O．325 nm，α=β= 90。。其中c／a较理想的六角柱紧堆积结构的1．633稍小为1．602。其它方向的氧ZnO键长为O．197 nm，只有c轴方向为0．199 nm，其晶胞由锌的六角密堆积与氧的六角密堆积反向套够而成。本文所有的及孙模型都是以超晶胞为基础的模型。我们可以看出，在氧化锌中的配位体是一个三角锥，锥顶原子和中心原子的键长与锥面三个原子的键长相比要稍大，其棱长小于底面边长。所以，ZnO 四面体为晶体中02-一配位多面体，O2-与Zn 配位情况基本相同。 计算结果：利用实验晶格参数对理想的ZnO晶体的电子结构进行了计算。其中包括总体态密度，能带结构，分波态密度。图3，图4，图5为计算结果。用其他理论方法计算的结果与本文计算结果相符合。我们可以从图3，图4，图5中看出，基本上，ZnO的价带可分为两个区域，分别是-4．0～0 eV的上价带区以及一6．0～L4．0 eV的下价带。很显然，ZnO下价带区则主要是Zn3d态贡献的，而上价带区则主要是由02p态形成的。在一18 eV处由02s态贡献的价带部分，与其他两个价带由于之间的相互作用相对较弱，本文不做相关讨论。对于主要来源干Zn4s态贡献的导带部分，从Zn4s态到02p态电子具有明显的跃迁过程，氧位置处的局域态密度的引力中心受到影响向低能级方向移动，这就表明了，理想ZnO是一个共价键较弱，离子性较强的混合键金属氧化物半导体材料。组成：这种半导瓷由半导电的氧化锌晶粒及添加剂成分构成的晶粒间层所组成，其理想结构模型如图。由于每一个氧化锌晶粒和晶粒间层之间都能形成一个接触区，具有一般半导体接触的单向导电性，所以两个晶粒间存在两个相反位置的整流结，一块氧化锌半导瓷片是大量相反放置的整流结组的堆积。 图6：氧化锌半导瓷空间结构氧化锌半导瓷的伏安特性：当外加电压于这种材料时，低电压下，由于反偏整流结的阻挡作用，材料呈高阻状态，具有绝缘性能。当电压高达一定值时，整流结发生击穿，材料电阻率迅速下降，成为导电材料，可以通过相当大密度的电流。图7：氧化锌半导体瓷的伏安特性 作用：氧化锌半导瓷的非线性电压电流关系。利用这种对称的非线性伏安特性可以制成各种电压限幅器、能量吸收装置等，如电力系统的过电压保护装置，特别是由于这类材料低电压下的电阻率高，因而在长期工作电压下漏电流小、发热小，可以做成不带火花间隙的高压避雷器；而高电压下电阻低、残压小，能把过电压限制在更低的水平上，使电网和电工设备的绝缘水平有可能降低，特别是在超高压电网，这一点更为重要。拓展：稀磁半导体材料（Diluted magnetic semiconductors，DMS）稀释磁性半导体简称稀磁半导体(Diluted Magneticsemi Conductors,DMS),是利用3d族过渡金属或4f族稀土金属的磁性离子替代Ⅱ2Ⅵ族、Ⅳ2Ⅵ族、Ⅱ2Ⅴ族或Ⅲ2Ⅴ族等化合物半导体中的部分非磁性阳离子而形成的新型半导体材料,又可称为半磁半导体(Semi Magnetic Semi Conductors,SMSC)材料或半导体自旋电子材料。之所以称为稀磁半导体是由于相对于普通的磁性材料,其磁性元素的含量较少。这类材料由于阳离子替代而存在局域磁性顺磁离子,具有很强的局域自旋磁矩。局域顺磁离子与迁移载流子(电子或空穴)之间的自旋2自旋相互作用结果产生一种新的交换相互作用,使得稀磁半导体具有很多与普通半导体截然不同的特殊性质,如磁性、显著的磁光效应和磁输运性质。稀磁半导体能利用电子的电荷特性和自旋特性,即兼具半导体材料和磁性材料的双重特性。它将半导体的信息处理与磁性材料的信息存储功能、半导体材料的优点和磁性材料的非易失性两者融合在一起,这种材料研制成功将是材料领域的革命性进展。同时,稀磁半导体在磁性物理学和半导体物理学之间架起了一道桥梁。ZnO作为一种宽带隙半导体,激子束缚能较高(60meV),具有温度稳定性好、光透过率高、化学性能稳定,原料丰富易得、价格低廉等优点,并且过渡金属离子易于掺杂,可制备性能良好的稀磁半导体,因而成为目前稀磁半导体材料的研究热点。 国内研究以及原理：近年来，由于1i掺杂的Zn()材料可能同时具有铁电性和铁磁性，国内很多研究者都对它进行了研究。南京大学的宋海岸等制备了Ni、I』i共掺的ZnO薄膜，发现由于Li掺杂引入了空穴，使铁磁性减弱 ]。北京航空航天大学的李建军等制备了I Co共掺的ZnO纳米颗粒，实验发现，当掺杂浓度少于9 时体系的铁磁性会增强，其原因是掺入后形成了填隙原子，电子浓度明显增加，使得束缚磁极子浓度增加，且磁极子之间容易发生重叠，最终导致铁磁耦合作用增强。武汉大学的C W Zou等制备了Mn、Li共掺杂的ZnO薄膜，研究了不同Mn掺杂浓度的ZnO样品。但这些研究中对Li、Mn共掺杂ZnO陶瓷的磁性研究并不常见。 应用现状与前景展望(1)改变组分获得所需的光谱效应通过改变磁性离子的浓度可得到所需要的带隙,从而获得相应的光谱效应。由于其响应波长可覆盖从紫外线到远红外线的宽范围波段,这种DMS是制备光电器件、光探测器和磁光器件的理想材料。在Ⅲ2Ⅴ族宽带隙稀磁半导体GaN中掺入不同的稀土磁性元素可发出从可见光到红外的不同波长的光,加上GaN本身可发紫外光,因此掺稀土GaN材料可发出从紫外到红外波段的光,如在GaN中掺Er可发绿光,而掺Pr可发红光等。1994年Wilson等[24]在掺Er的GaN薄膜中首次观察到1.54μm的红外光荧光。1998年Steckl等采用Er原位掺杂方法首次获得绿光发射[25],掺Er的GaN的另一个重要特性是其温度猝灭效应很弱,这对于制备室温发光器件非常重要。后来红光和蓝光器件相继研制成功,这些都可以作为光通信和光电集成的光源。(2)sp2d交换作用的应用利用DMS的巨法拉第旋转效应可制备非倒易光学器件,也可用于制备光调谐器、光开关和传感器件。DMS的磁光效应为光电子技术开辟了新的途径。利用其磁性离子和截流子自旋交换作用(sp2d作用)所引起的巨g因子效应,可制备一系列具有特殊性质的稀磁半导体超晶格和量子阱器件。这种量子阱和超晶格不仅具有普通量子阱和超晶格的电学、光学性质,而且还具有稀磁半导体的磁效应,因此器件具有很多潜在的应用价值。利用磁性和半导体性实现自旋的注入与输运,可造出新型的自旋电子器件,如自旋过滤器和自旋电子基发光二极管等。(3)深入研究自旋电子学,推动DMS的实用化自旋电子学是目前固体物理和电子学中的一个热点,其核心内容是利用和控制固体,尤其是半导体中的自旋自由度。近年来以稀磁半导体为代表的自旋电子学的研究相当活跃,各国科研机构和各大公司都投入了巨大财力和人力从事此领域的研究。利用具有磁性或自旋相关性质的DMS基材料可制出一类新型器件———既利用电子、空穴的电荷也利用它们的自旋。这些新材料和人造纳米结构,包括异质结构(HS)、量子阱(QW)和颗粒结构一直是一些新型功能的“沃土”———与自旋相关的输运、磁阻效应和磁光效应。自旋电子学可用于计算机的硬驱动,在计算机存储器中极具潜力。在高密度非易失性存储器、磁感应器和半导体电路的集成电路、光隔离器件和半导体激光器集成电路以及量子计算机等领域,DMS材料均有重大的潜在应用。但上述以稀磁半导体为基础的自旋电子器件的研制尚处于起步阶段,距实用化还有很长的路程。自旋电子学与自旋电子学器件研究的深入,将加深DMS机理的研究和理论的探索,推动DMS的实用化过程。(4)室温DMS的研究为了应用方便,需要开发高居里温度(Tc)的DMS材料(高于室温)。室温下具有磁性为磁性半导体的应用提供了可能。扩展更多的掺杂磁性元素或生长更多种类材料来提高DMS材料的居里温度是当前的首要问题。近来Hori等成功掺入5%Mn在GaN中,获得了高于室温的Tc报道表明(Zn,Co)O的居里温度可达到290～380K[26]。Dietl等[6]采用Zener模型对闪锌矿结构的磁半导体计算表明,GaMnN和ZnMnO具有高达室温的居里温度,该计算结果对实验研究提供了很好的理论依据。但是,如何将磁性和半导体属性有机地结合起来仍然是值得进一步研究的问题。首先，你对电子和空穴的概念不清晰。空穴本身就是电子的空位，是抽象出来的概念，由于缺乏电子而导致带正电。B掺杂Si，B原子处于替代位才能获得P型半导体；由于Si原子需要四个电子配对成键，而B原子只能提供三个电子成键，因此缺乏一个共用电子而导致整体呈现正电性。可以这么理解：原来网状结构的Si半导体每个Si原子都与其它Si原子形成四个共价键，整体呈中性，当时去一个电子后其中一个共价键断裂，由于失电子而带正电。更深入的理解请参考固体物理和半导体物理。欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
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