《半导体光谱和光学性质》求取 ⇩

第一章半导体的光学常数1

1.1 半导体的光学常数及其相互关系1

1.2 一定厚度片状样品透射比和反射比的表达式10

1.2.1 光电磁波从真空或空气入射到固体表面的反射和透射10

1.2.2 一定厚度片状样品透射比和反射比的表达式14

1.3 色散关系，克拉默斯-克勒尼希(K-K)变换20

1.3.1 K-K 色散关系的引入20

1.3.2 介电函数实部与虚部间的关系23

1.3.3 折射率与消光系数的关系25

1.3.4 振幅反射系数的模与相位之间的色散关系28

1.3.5 求和规则32

1.4 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48

2.1 半导体的带间跃迁过程50

2.1.1 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50

2.1.2 禁戒的带间直接跃迁52

2.1.3 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55

2.1.4 间接能带间的跃迁——带间间接跃迁55

2.1.5 直接能带情况下的带间间接跃迁61

2.1.6 能带带尾之间的跃迁62

2.2.1 跃迁概率67

2.2 带间跃迁的量子力学理论67

2.2.2 吸收和发射的关系(冯·鲁斯勃吕克-肖克莱关系)73

2.3 半导体带间直接跃迁光吸收过程76

2.3.1 吸收系数76

2.3.2 联合态密度80

2.3.3 电子态的分类和群论选择定则88

2.4 间接跃迁的量子力学处理91

2.5 半导体带间直接跃迁辐射复合发光过程97

2.5.1 带间直接跃迁情况下的自发光发射辐射复合速率 R?(hω)97

2.5.2 受激发光发射速率和总光发射速率104

2.5.3 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——带间跃迁过程113

3.1 外界条件对半导体光吸收边的影响113

3.1.1 压力效应114

3.1.2 温度效应125

3.1.3 强电场对半导体光吸收边的影响，费朗兹-凯尔迪什效应133

3.1.4 合金化效应139

3.2 掺杂对半导体光吸收边的影响，伯斯坦-莫斯效应140

3.3 吸收边以上基本吸收区域电子跃迁过程的光谱研究146

3.3.1 E0 跃迁149

3.3.2 E1 跃迁151

3.3.3 E2 跃迁154

3.3.4 闪锌矿结构半导体156

3.4 半导体的调制光谱157

3.4.1 半导体的调制光谱157

3.4.2 内层电子与导带间的跃迁170

3.5 激子吸收173

3.5.1 激子吸收173

3.5.2 和鞍点相联系的激子188

3.5.3 激子极化激元189

参考文献194

4.1.1 带内亚结构间的光跃迁198

第四章半导体的吸收光谱和反射光谱——带内跃迁过程及与杂质、缺陷、晶格振动有关的跃迁过程198

4.1 带内跃迁和自由载流子吸收198

4.1.2 自由载流子吸收201

4.1.3 等离子激元效应205

4.2 自由载流子吸收的量子理论208

4.2.1 散射矩阵元211

4.2.2 散射概率212

4.2.3 吸收系数214

4.2.4 关于吸收系数的讨论215

4.3 杂质吸收光谱219

4.3.1 浅杂质的有效质量方程和浅杂质吸收光谱221

4.3.2 浅杂质光热电离谱233

4.3.3 双电子杂质态(A+态和D-态)235

4.3.4 共振杂质态237

4.4 极性半导体光学声子晶格振动反射谱239

4.4.1 极性半导体光学声子晶格振动反射谱239

4.4.2 等离子激元-纵光学声子耦合模250

4.4.3 混晶晶格振动反射谱253

4.5 半导体的晶格振动吸收光谱255

4.6 杂质诱发定域模和准定域模振动吸收263

参考文献273

5.1 引言276

第五章半导体的发光光谱和辐射复合276

5.2 导带-价带辐射复合跃迁280

5.2.1 带间的直接辐射复合跃迁280

5.2.2 带间的间接辐射复合跃迁282

5.3 激子复合发光284

5.3.1 自由激子和激子极化激元辐射复合发光光谱284

5.3.2 激子分子290

5.3.3 电子-空穴滴及其辐射复合发光光谱293

5.4 束缚激子辐射复合发光光谱298

5.4.1 束缚激子299

5.4.2 束缚激子辐射复合303

5.4.3 束缚激子发光谱线的判别、磁场和应力效应307

5.4.4 束缚激子辐射复合发光的声子伴线313

5.5 非本征辐射复合发光过程315

5.5.1 连续带-杂质能级间辐射复合发光跃迁315

5.5.2 施主-受主对辐射复合发光跃迁321

5.5.3 和深杂质相连系的发光跃迁328

5.6 高激发强度下半导体的辐射复合发光和半导体激光器333

5.6.1 高激发强度下半导体的辐射复合发光333

5.6.2 半导体激光器341

5.7 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

6.1 引言363

第六章半导体的光电导和其他相关效应363

6.2 光电导现象的分类364

6.2.1 带间激发与复合366

6.2.2 非本征激发368

6.2.3 经由局域激发态的光激发载流子的产生369

6.2.4 带内光激发载流子的产生369

6.2.5 激子吸收光电导370

6.3 带间激发情况下的光电导输运方程370

6.4 光扩散效应375

6.5 光电磁效应377

6.6.1 体光伏效应382

6.6 光伏效应382

6.6.2 势垒光伏效应385

6.7 光激发载流子的寿命394

6.7.1 带间直接跃迁辐射复合394

6.7.2 带间俄歇复合396

6.7.3 通过复合中心的复合过程、单能级模型397

6.8 非本征光电导402

6.9 热电子光电导407

6.9.1 带内光激发热电子光电导409

6.9.2 振荡光电导411

参考文献413

第七章半导体的磁光效应415

7.1 回旋共振416

7.2 法拉第旋转和沃伊特效应424

7.2.1 法拉第旋转424

7.2.2 沃伊特效应431

7.3 磁光效应的量子力学解释432

7.4 磁场中半导体的能级、k·P 微扰法及三带模型442

7.5 窄禁带半导体的回旋共振和其他磁光效应450

7.6 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466

7.7 半导体中局域能级的塞曼分裂和有关效应485

7.8 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509

8.1 概述509

8.2 晶体拉曼散射的基本理论514

8.2.1 晶体拉曼散射的宏观理论514

8.2.2 拉曼散射的量子理论518

8.2.3 选择定则526

8.3 半导体的一级拉曼散射谱533

8.3.1 非极性金刚石结构半导体的声子散射533

8.3.2 极性闪锌矿结构半导体的一级声子拉曼散射谱537

8.3.3 声子极化激元的散射539

8.3.4 半导体中传导电子的拉曼散射543

8.3.5 束缚电子和束缚空穴的拉曼散射553

8.4 半导体的二级拉曼散射557

8.5 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590

9.1 半导体超晶格、量子阱的量子态和带间光跃迁过程590

9.1.1 半导体势阱中的量子态591

9.1.2 势阱中量子态的混和与杂化593

9.2 量子阱中的激子及其光跃迁过程597

9.3.1 吸收光谱609

9.3 量子阱中导带子带和价带子带间的带间跃迁及激子光谱609

9.3.2 光电流谱611

9.3.3 光荧光光谱和光荧光激发谱615

9.3.4 调制光谱621

9.3.5 拉曼散射和共振拉曼散射627

9.4 超晶格结构中的声子行为和拉曼散射630

9.5 量子阱中的浅杂质光谱645

9.6 半导体单量子结构的带间跃迁光谱656

9.7 量子阱同一带内子带间跃迁吸收光谱和发光光谱670

参考文献688

10.1 一维半导体量子线的电子态和光跃迁过程695

第十章半导体量子线和量子点的光谱695

10.2 半导体量子线光谱703

10.3 半导体量子点中的量子态和光跃迁过程719

10.3.1 半导体量子点的量子态、波函数和光跃迁过程720

10.3.2 量子点的电子-空穴互作用和激子态726

10.3.3 价带复杂结构的效应727

10.4 半导体量子点的带间跃迁光谱730

10.4.1 嵌埋在玻璃介质中的半导体量子点的带间跃迁光谱731

10.4.2 自组织生长半导体量子点的带间跃迁光谱737

参考文献752

汉英对照主题索引755