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目次

第1章 量子力学の基礎

  1.1波の表現

  1.2位相速度と群速度

  1.3物質波としての電子

  1.4不確定性原理

  1.5シュレーディンガー方程式と波動関数

  1.61次元の井戸型ポテンシャル

  1.7スピンとパウリの排他原理

  1.83次元の井戸型ポテンシャル

  1.9トンネル効果

  1.10時間に依存しない摂動論

  1.11時間に依存する摂動論

第2章 水素原子から物質へ

  2.1水素原子

  2.2水素分子

  2.3s軌道あるいはp軌道からなる物質

第3章 バンド理論

  3.1結晶の周期性と結晶構造

  3.2金属自由電子論

  3.3ブロッホの定理

  3.41次元空格子の電子構造

  3.51次元結晶格子のバンドギャップ

  3.62次元および3次元格子のバンドギャップ

  3.71次元の強結合近似

  3.82次元の強結合近似

第4章 半導体のバンド構造

  4.1強結合近似のバンド構造

  4.2k・p摂動(1):バンド端の詳細構造

  4.3k・p摂動(2):面心立方格子の空格子に基づく計算

  4.4有効質量と運動方程式

  4.5正孔

  4.6真性半導体のキャリア密度の温度依存性

第5章 不純物半導体

  5.1ドナーとアクセプター

  5.2浅い準位を有する不純物中心の有効質量近似

  5.3ドナー不純物に束縛された電子の空間分布

  5.4不純物半導体におけるキャリア密度の温度依存性

第6章 格子振動

  6.1格子振動とは

  6.21次元単原子格子

  6.31次元2原子格子

  6.43次元の格子振動

  6.5フォノン

  6.6格子比熱

第7章 キャリアの輸送現象

  7.1オームの法則

  7.2ホール効果

  7.3移動度の温度依存性

  7.4ボルツマン方程式

  7.5散乱プロセスの計算

  7.6緩和時間の計算

第8章 光学的性質

  8.1物質中の電磁波

  8.2バンド間遷移

  8.3ドナーに束縛された電子の光励起

第9章 pn接合

  9.1pn接合の形成方法

  9.2拡散電流

  9.3pn接合近傍で生じる現象

  9.4pn接合の熱平衡状態におけるバンド図

  9.5連続の式

  9.6順方向電流

  9.7逆方向電流

  9.8接合容量

  9.9pn接合におけるトンネル効果

第10章 MOS構造

  10.1MOS構造とは

  10.2蓄積層・空乏層・反転層における電場分布およびポテンシャル分布

  10.3Si表面の電子

  10.4理想MOSの容量

  10.5理想MOSでない場合

第11章 MOS電界効果トランジスタ

  11.1MOS電界効果トランジスタの構造

  11.2MOS電界効果トランジスタの動作原理(1):線形領域

  11.3MOS電界効果トランジスタの動作原理(2):一般的な電流-電圧特性

  11.4MOS電界効果トランジスタの動作原理(3):飽和領域

  11.5移動度

  11.6閾値電圧

  11.7サブスレッショルド・スロープ

  11.8基板バイアス効果

第12章 集積回路

  12.1CMOSインバータの構造

  12.2CMOSインバータにおけるpチャネル型MOSFETの動作原理

  12.3CMOSインバータにおけるpチャネル型MOSFETの動作原理の数式を用いた考察

  12.4CMOSインバータの動作原理の数式を用いた考察

  12.5CMOSインバータのスイッチング特性

  12.6スケーリング

第13章 界面の量子化

  13.1Si‐MOS反転層電子の量子化

  13.2擬2次元電子系の電子状態

  13.3Si‐MOS反転層の電子状態

  13.4磁場下における2次元電子系とエッジ状態

  13.5ヘテロ接合

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