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第一章 序言1

参考文献4

第二章 半导体异质结的组成与生长6

2.1 材料的一般特性6

(1)晶格结构6

(2)能带结构9

(3)有效质量和等效态宽度18

2.2 异质结界面的晶格失配22

(1)液相外延法27

2.3 异质结的生长27

(2)金属有机化学气相沉积法30

(3)分子束外延33

参考文献34

第三章 半导体异质结的能带图36

3.1 理想突变异质结的能带图37

(1)异型异质结37

(2)同型异质结43

(3)对pN异质结的修正50

3.2 异质结的能带偏移52

(1)Anderson定则及有关争议52

(2)测量能带偏移的方法55

(i)x光光电子发射谱55

(ii)量子阱光跃迁光谱57

(iii)电容--电压法59

(iv)电流--电压法64

(1)界面态密度较小66

3.3 有界面态的突变异质结能带图66

(2)界面态密度较大69

(3)界面态密度很大70

3.4 渐变异质结的能带图71

参考文献77

第四章 半导体异质结的伏安特性和异质结晶体管79

4.1 异质结的注入比79

4.2 异质结中的超注入现象84

(1)pN异质结87

(i)扩散模型87

4.3 理想突变异质结的伏安特性87

(ii)热电子发射模型90

(iii)穿通势垒尖的遂道模型91

(2)nN异质结94

4.4 有界面态的异质结的伏安特性96

(1)热电子发射和多阶遂道的并联模型96

(2)界面能级的电离对伏安特性的影响98

(3)空间电荷区的复合电流101

(i)界面复合与热电子发射串联103

(4)完全经由界面态的复合电流103

(ii)遂道复合104

(iii)界面复合与遂道复合串联105

(iv)反向串联Schotcky二极管模型106

(5)表面复合对伏安特性的影响108

4.5 伏安特性的微商研究法110

4.6 异质结双极晶体管112

(1)理论分析112

(i)晶体管的增益112

(ii)频率特性116

(2)异质结双极晶体管的制备120

参考文献123

第五章 半导体异质结构中的二维电子气及调制掺杂器件126

5.1 方形势阱中粒子运动的特性126

(1)一维方形势阱126

(i)无限势阱126

(ii)有限势阱128

(2)方形沟道势阱中的粒子130

(1)方形势阱的简单分析134

5.2 异质结量子势阱中的二维电子气134

(2)异质结界面的量子阱137

(i)三角形势阱近似138

(ii)自给解140

(a)无穷高势垒141

(b)GaAs-AlxGa1-,As异质结中有限高势垒的自给解142

(3)势阱中的面电子密度144

(4)界面组分渐变对势阱的影响150

5.3 二维电子气的输运156

(1)二维弛豫时间近似156

(i)电离杂质散射161

(2)二维电子气的散射161

(ii)晶格振动散射165

(iii)界面粗糙度散射168

(iv)合金无序散射168

5.4 调制掺杂结构和场效应晶体管169

5.5 强磁场中的二维电子气174

(1)磁量子效应和磁阻振荡174

(2)二维电子气的朗道能级177

(3)量子霍耳效应182

参考文献191

第六章 半导体异质结中的非平衡载流子193

6.1 过剩载流子的特性194

(1)准费米能级194

(2)过剩载流子的寿命194

6.2 异质结中的过剩载流子196

6.3 异质结中过剩载流子寿命的测量203

(1)荧光脉冲衰减法203

(2)反向电压恢复法206

(3)激光延迟法208

(4)光电流法209

6.4 热载流子的一般特性212

(1)电子温度和分布函数212

(2)热载流子的漂移和扩散214

(3)载流子在能谷之间的转移215

6.5 研究热载流子特性的实验方法215

(1)迁移率测量215

(2)光荧光光谱测量216

(3)吸收光谱测量221

(4)喇曼散射测量222

(5)隧道效应测量223

(6)时间分辨光谱的测量225

6.6 异质结中的热电子行为227

(1)异质结中热电子的光荧光谱227

(2)异质结中电子迁移率随电场的变化228

(3)异质结中热载流子的远红外发射231

(4)异质结中热载流子的弛豫231

(5)异质结中热电子的实际空间转移233

(1)负阻振荡器237

6.7 几种实空间转移器件237

(2)负阻场效应晶体管238

(3)电荷注入晶体管239

参考文献241

第七章 半导体异质结的光电特性243

7.1 半导体异质结的受激光发射原理243

(1)半导体中受激光发射的必要条件243

(2)半导体的吸收系数的光谱分布246

(3)激光的阈值条件249

7.2 异质结在半导体激光器中的作用253

(1)载流子限制作用254

(2)光的限制作用256

(3)异质结对激光器的效率和寿命的影响260

7.3 异质结的光电特性260

(1)异质结的光伏特性和光电流260

(2)光伏谱方法265

7.4 异质结光电晶体管267

7.5 异质结中的持久光电导效应276

参考文献278

8.1 超晶格和多量子阱的一般描述281

第八章 半导体超晶格和多量子阱281

8.2 超晶格的能带283

(1)GaAs-AlxGat-xAs超晶格283

(2)InAs-GaSb超晶格288

(3)HgTe-CdTe超晶格290

(4)应变层超晶格293

(5)IV-V1族和ц-V族超晶格295

(6)掺杂超晶格296

8.3 垂直于超晶格方向的电子输运297

8.4 超晶格的光谱特性308

(1)吸收光谱实验309

(2)激子光谱309

(3)激子的饱和吸收314

(4)室温荧光特性315

(5)其他光谱特性316

8.5 超晶格和量子阱器件318

(1)量子阱激光器318

(2)光学双稳态器件319

参考文献323