[IT CookBook] 핵심이 보이는 반도체 공학: 기초 이론에서 핵심 응용까지 [연습문제 답안 이용 안내]####### Ÿ 본 연습문제 답안의 저작권은 한빛아카데미(주)에 있습니다. Show ####### Ÿ 이 자료를 무단으로 전제하거나 배포할 경우 저작권법 136조에 의거하여 최고 5년 이하 ####### 의 징역 또는 5천만원 이하의 벌금에 처할 수 있고 이를 병과(倂科)할 수도 있습니다. Chapter 03####### 3. 1 ####### 3. 2 ####### 자유공간 속의 전자에 대하여 입자 운동량과 파수는 의 관계를 가진다. 자유전자의 해 ####### 와 [그림 3-5]에 나타난 결정의 결과들 사이에 유사성이 존재하므로, [그림 3-5]의 결정 ####### 다이어그램에서 파라미터 를 결정 운동량이라고 부른다. 결정 운동량 는 결정 내 ####### 에서 전자의 실제 운동량은 아니지만, 결정과의 상호작용을 포함하는 운동상수이다. 결정 내 ####### 전자 천이 과정에서 보존되어야 하는 양은 입자 운동량이 아니라 결정 운동량이다. ####### 3. 3 (a) [그림 3-17(a)]의 다이어그램에서 인 지점에서 그래프의 식을 근사적으로 ####### ####### ####### ####### ####### ####### 으로 쓸 수 있다. 따라서 식 (3)에 의하여 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 로 의 부호와 같은 부호를 갖고 의 크기에 비례한다. [그림 3-17(b)]의 다이어그램에서 인 지점에서 그래프의 식을 근사적으로 ####### ####### ####### 으로 쓸 수 있다. 따라서 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 로 ####### 의 부호와 반대 부호를 갖고 ####### ####### 의 크기에 비례한다. ####### Ÿ ####### 의 경우 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이므로 ####### 의 파장은 ####### 이고, ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이므로 ####### ####### 의 파장은 ####### 인 파동이다. ####### Ÿ ####### 의 경우 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이므로 ####### 의 파장은 ####### 이고, ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이므로 ####### ####### 의 파장은 ####### 인 파동이다. ####### Ÿ ####### 의 경우 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이므로 ####### ####### ####### ####### 의 파장은 ####### ####### 이고, ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이므로 ####### ####### ####### ####### ####### 의 파장은 ####### ####### 인 파동이다. 이 파동들을 x축과 y축으로 나누어 - 평면상에 그리면 다음와 같다. ####### [그림] ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 에 해당하는 파동함수 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 와 확률밀도함수 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### (b) ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이다. ####### 상태인 경우 ####### ####### ####### ####### ####### 이고 ####### ####### ####### ####### ####### 이므로, ####### 상태의 에너지인 ####### 은 다음과 같이 쓸 수 있다. ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 따라서 다음과 같다. ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### , ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### , ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### , ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 만약 ####### ####### 이면 ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이 되고, ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 이 된다. ####### 3. 7 ####### ####### 보다 위에 있는 상태의 에너지가 ####### ####### 이므로, 그때의 ####### ####### ####### ####### 는 다음과 같다. ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### ####### ####### 보다 아래에 있는 상태가 비워질 확률은 다음과 같다. ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### = ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### 따라서 이 둘이 같음을 보이면 된다. ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### = ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### exp ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### ####### . ####### 따라서 함수 ####### ####### ####### ####### 는 함수 ####### ####### ####### ####### ####### ####### 와 페르미 에너지 ####### 에 대하여 대칭이다. ####### 3. 8 ####### 3. 9 ####### ####### ####### ####### ####### ####### 일 때, 페르미-디랙 분포함수에 의한 값은 |