半导体光谱和光学性质

　　目录第一章 半导体的光学常数 11.1 半导体的光学常数及其相互关系 11.2 一定厚度片状样品透射比和反射比的表达式 101.2.1 光电磁波从真空或空气入射到固体表面的反射和透射 101.2.2 一定厚度片状样品透射比和反射比的表达式 141.3 色散关系，克拉默斯一克勒尼希(K-K) 变换 201.3.1 K-K 色散关系的引人 201.3.2 介电函数实部与虚部间的关系 231.3.3 折射率与消光系数的关系 251.3.4 振幅反射系数的模与相位之间的色散关系 281.3.5 求和规则 321.4 半导体光学常数的实验测量 37参考文献 46第二章 半导体带间光跃迁的基本理论 482.1 半导体的带间跃迁过程 502.1.1 导带底和价带顶位于波矢空间同一位置时的允许带间直接跃迁 502.1.2 禁戒的带间直接跃迁 522.1.3 导带底和价带顶位于波矢空间不同位置时的带间直接跃迁 552.1.4 间接能带间的跃迁一一带间间接跃迁 552.1.5 直接能带情况下的带间间接跃迁 612.1.6 能带带尾之间的跃迁 622.2 带间跃迁的量子力学理论 672.2.1 跃迁概率 672.2.2 吸收和发射的关系(冯    鲁斯勃吕克一肖克莱关系) 732.3 半导体带间直接跃迁光吸收过程 762.3.1 吸收系数 762.3.2 联合态密度 802.3.3 电子态的分类和群论选择定则 882.4 间接跃迁的量子力学处理 912.5 半导体带间直接跃迁辐射复合发光过程 972.5.1 带间直接跃迁情况下的自发光发射辐射复合速率Rsp (hw) 972.5.2 受激发光发射速率和总光发射速率 1042.5.3 样品内的辐射复合速率和样品外观测到的发光光谱的关系 105参考文献 111第三章 半导体的吸收光谱和反射光谱一一带间跃迁过程 1133.1 外界条件对半导体光吸收边的影响 1133.1.1 压力效应 1143.1.2 温度效应 1253.1.3 强电场对半导体光吸收边的影响，费朗兹尔迫什效应 1333.1.4 合金化效应 1393.2 掺杂对半导体光吸收边的影响，伯斯坦一莫斯效应 1403.3 吸收边以上基本吸收区域电子跃迁过程的光谱研究 1463.3.1 Eo 跃迁 1493.3.2 巳跃迁 1 513.3.3 E2 跃迁 1543.3.4 闪钵矿结构半导体 1563.4 半导体的调制光谱 1573.4.1 半导体的调制光谱 1573.4.2 内层电子与导带间的跃迁 1703.5 激子吸收 1 733.5.1 激子吸收 1733.5.2 和鞍点相联系的激子 1883.5.3 激子极化激元 189参考文献 阳第四章 半导体的吸收光谱和反射光谱一一带内跃迁过程及与杂质、缺陷、晶格振动有关的跃迁过程 1984.1 带内跃迁和自由载流子吸收 1984.1.1 带内亚结构间的光跃迁 1984.1.2 自由载流子吸收 2014.1.3 等离子激元效应 2054.2 自由载流子吸收的量子理论 2084.2.1 散射矩阵元 2114.2.2 散射概率 2124.2.3 吸收系数 2144.2.4 关于吸收系数的讨论 2154.3 杂质吸收光谱 2194.3.1 浅杂质的有效质量方程和浅杂质吸收光谱 2214.3.2 浅杂质光热电离谱 2334.3.3 双电子杂质态(A+态和D-态) 2354.3.4 共振杂质态 2374.4 极性半导体光学声子晶格振动反射谱 2394.4.1 极性半导体光学声子晶格振动反射谱 2394.4.2 等离子激元纵光学声子精合模 2504.4.3 混晶晶格振动反射谱 2534.5 半导体的晶格振动吸收光谱 2554.6 杂质诱发定域模和准定域模振动吸收 263参考文献 273第五章 半导体的发光光谱和辐射复合 2765.1 引言 2765.2 导带一价带辐射复合跃迁 2805.2.1 带间的直接辐射复合跃迁 2805.2.2 带间的间接辐射复合跃迁 2825.3 激子复合发光 2845.3.1 自由激子和激子极化激元辐射复合发光光谱 2845.3.2 激子分子 2905.3.3 电子一空穴滴及其辐射复合发光光谱 2935.4 束缚激子辐射复合发光光谱 2985.4.1 束缚激子 2995.4.2 束缚激子辐射复合 3035.4.3 束缚激子发光谱线的判别、磁场和应力效应 3075.4.4 束缚激子辐射复合发光的声子伴线 3135.5 非本征辐射复合发光过程 3155.5.1 连续带一杂质能级间辐射复合发光跃迁 3155.5.2 施主一受主对辐射复合发光跃迁 3215.5.3 和深杂质相连系的发光跃迁 3285.6 高激发强度下半导体的辐射复合发光和半导体激光器 3335.6.1 高激发强度下半导体的辐射复合发光 3335.6.2 半导体激光器 3415.7 发光光谱在半导体电子能态研究和材料检测中的应用 345参考文献 358第六章 半导体的光电导和其他相关效应 3636.1 引言 3636.2 光电导现象的分类 3646.2.1 带间激发与复合 3666.2.2 非本征激发 3686.2.3 经由局域激发态的光激发载流子的产生 3696.2.4 带内光激发载流子的产生 3696.2.5 激子吸收光电导 3706.3 带间激发情况下的光电导输运方程 3706.4 光扩散效应 3756.5 光电磁效应 3776.6 光伏效应 3826.6.1 体光伏效应 3826.6.2 势垒光伏效应 3856.7 光激发载流子的寿命 3946.7.1 带间直接跃迁辐射复合 3946.7.2 带间俄歇复合 3966.7.3 通过复合中心的复合过程、单能级模型 3976.8 非本征光电导 4026.9 热电子光电导 4076.9.1 带内光激发热电子光电导 4096.9.2 振荡光电导 411参考文献 413第七章 半导体的磁光效应 4157.1 回旋共振 4167.2 法拉第旋转和沃伊特效应 4247.2.1 法拉第旋转 4247.2.2 沃伊特效应 4317.3 磁光效应的量子力学解释 4327.4 磁场中半导体的能级微扰法及三带模型 4427.5 窄禁带半导体的回旋共振和其他磁光效应 4507.6 半导体空间电荷层准二维电子体系的回旋共振及相关效应 4667.7 半导体中局域能级的塞曼分裂和有关效应 4857.8 磁场下的浅杂质能级，杂质电子电子互作用和电子声子互作用 490参考文献 505第八章 半导体的拉曼散射 5098.1 概述 5098.2 晶体拉曼散射的基本理论 5148.2.1 晶体拉曼散射的宏观理论 5148.2.2 拉曼散射的量子理论 5188.2.3 选择定则 5268.3 半导体的一级拉曼散射谱 5338.3.1 非极性金刚石结构半导体的声立射 5338.3.2 极性闪饵矿钻构半导体的一级声子拉虽散射谱 5378.3.3 声子极化激元的散射 5398.3.4 半导体中传导电子的拉曼散射 5438.3.5 束缚电子和束缚空穴的拉曼散射 5538.4 半导体的二级拉曼散射 5578.5 半导体的共振拉曼散射 568参考文献 586第九章 半导体量子阱和超晶格的光学性质 5909.1 半导体超品格、量子阱的量子态和带间光跃迁过程 5909.1.1 半导体势阱巾的子态 5919.1.2 势阱中豆子态的棍和与杂化 5939.2 量子阱中的激子及其光跃迁过程 5979.3 量子阱巾导电子带和价带子带间的带跃迁及激子光谱 6099.3.1 吸收光谱 6099.3.2 光电流谱 6119.3.3 光荧光光的和光荧光激发谱 6159.3.4 调制光谱 6219.3.5 拉曼散射和共振拉曼散射 6279.4 超晶格结构中的声子行为和拉曼散射 6309.5 量子阱中的浅杂质光谱 6459.6 半导体单孟子纣构的带间跃迁光谐 6569.7 母子阱同一带内子带问跃迁吸收光谱和发光光谱 670参考文献 688第十章 半导体量子线和量子点的光谱 69510.1 一维半导体量子线的电子态和光跃迁过程 69510.2 半导体量子线光谱 70310.3 半导体量子点中的盘子态和光跃迁过科 71910.3.1 半导体量子点的量子态、波函数光跃迁过程 72010.3.2 盐子点的电子-空穴互作用和激子态 72610.3.3 价带复杂结构的效应 72710.4 半导体母子点的带问跃迁光谱 73010.4.1 嵌埋在破璃介质中的半导体2子点的带问跃迁光谐 73110.4.2 自组织生长半导体量子点的带间光跃迁光谱 737参考文献 752汉英对照主题索引 755

　　《半导体光谱和光学性质》系统论述了半导体及其超晶格、量子阱、量子线以及量子点结构等的光谱和光学性质。从宏观光学常数和量子理论出发，分别论述了它们的反射和吸收光谱、发光光谱与辐射复合、光电导和光电子效应、磁光效应、拉曼散射以及量子阱、量子线、量子点的光谱和光学性质，《半导体光谱和光学性质》总结了近30年来国内外这一领域的主要研究成果，并将这些研究成果和基本理论融会贯通起来，从光谱和光学性质研究半导体及其微结构中的微观状态和过程。《半导体光谱和光学性质》重视物理图像，并力求用通俗语言简述基本理论和基《半导体光谱和光学性质》方法。