Page 10 - Semiconductor For Micro- and Nanotechnology An Introduction For Engineers
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Chapter 4 The Electromagnetic System 143
Basic Equations of Electrodynamics . . . . . . . . . . . . . . . 144
Time-Dependent Potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
Quasi-Static and Static Electric and Magnetic Fields . . . . .151
Basic Description of Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
The Harmonic Electromagnetic Plane Wave . . . . . . . . . . . .158
The Electromagnetic Gaussian Wave Packet . . . . . . . . . . . .160
Light as Particles: Photons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
Waveguides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Example: The Homogeneous Glass Fiber . . . . . . . . . . . . . .166
Summary for Chapter 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
References for Chapter 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Chapter 5 Statistics 169
Systems and Ensembles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Microcanonical Ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
Canonical Ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174
Grand Canonical Ensemble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Particle Statistics: Counting Particles . . . . . . . . . . . . . . . 178
Maxwell-Boltzmann Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
Bose-Einstein Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
Fermi-Dirac Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
Quasi Particles and Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
Applications of the Bose-Einstein Distributions . . . . . . . 183
Electron Distribution Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Intrinsic Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .184
Extrinsic Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
Summary for Chapter 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
References for Chapter 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Chapter 6 Transport Theory 191
The Semi-Classical Boltzmann Transport Equation . . . . 192
The Streaming Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
The Scattering Term . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
The BTE for Phonons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
Balance Equations for Distribution Function Moments . . .197
Semiconductors for Micro and Nanosystem Technology 9
