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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11

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12

1.2.2 一定厚度片状样品透射比和反射比的表达式17

1.3 色散关系，克喇末-克朗尼格(K-K)变换24

1.3.1 K-色散关系的引入24

1.3.2 介电函数实部与虚部间的关系28

1.3.3 折射率与消光系数的关系30

1.3.4 振幅反射系数的模与相位之间的色散关系33

1.3.5 求和规则39

第二章 半导体带间光跃迁的基本理论44

2.1 半导体的带间跃迁过程47

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47

2.1.2 禁戒的带间直接跃迁50

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52

2.1.4 间接能带间的跃迁--带间间接跃迁53

2.1.5 直接能带情况下的带间间接跃迁59

2.1.6 能带带尾之间的跃迁60

2.2 带间跃迁的量子力学理论65

2.2.1 跃迁几率66

2.2.2 吸收和发射的关系72

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94

2.5 半导体带间直接跃迁辐射复合发光过程101

2.5.1 带间直接跃迁情况下的自发发射辐射复合速率Rs？(？)101

2.5.2 受激发射速率和总发射速率109

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111

第三章 半导体的吸收光谱和反射光谱--带间跃迁过程118

3.1 外界条件对半导体光吸收边的影响118

3.1.1 压力效应119

3.1.2 温度效应131

3.1.3 强电场对半导体光吸收边的影响，弗朗兹-凯尔迪什效应140

3.2 掺杂对半导体光吸收边的影响，伯斯坦-莫斯效应147

3.3 吸收边以上基本吸收区域跃迁过程的光谱研究153

3.3.1 E0跃迁159

3.3.2 E1跃迁162

3.3.3 E2跃迁165

3.3.4 闪锌矿结构半导体168

3.4 半导体的调制光谱168

3.4.1 半导体的调制光谱168

3.4.2 内层电子与导带间的跃迁184

3.5.1 激子吸收188

3.5 激子吸收188

3.5.2 和鞍点相联系的激子206

3.5.3 激子极化激元207

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215

4.1 带内跃迁和自由载流子吸收215

4.1.1 带内亚结构间的光跃迁215

4.1.2 自由载流子吸收220

4.1.3 等离子激元效应223

4.2 自由载流子吸收的量子理论225

4.2.1 散射矩阵元230

4.2.2 散射几率231

4.2.3 吸收系数233

4.2.4 关于吸收系数的讨论235

4.3 杂质吸收光谱240

4.3.1 浅杂质的有效质量方程和浅杂质吸收光谱242

4.3.2 浅杂质光热电离谱257

4.3.3 A+态和D-态259

4.3.4 共振杂质态262

4.4.1 极性半导体光学声子晶格振动反射谱265

4.4 极性半导体光学声子晶格振动反射谱265

4.4.2 等离子激元-纵光学声子耦合模277

4.4.3 混晶晶格振动反射谱282

4.5 半导体的晶格振动吸收光谱284

4.6 杂质诱发定域模和准定域模振动吸收294

第五章 半导体的发光光谱和辐射复合307

5.1 引言307

5.2 导带-价带辐射复合跃迁312

5.2.1 带间的直接辐射复合跃迁312

5.2.2 带间的间接辐射复合跃迁315

5.3 激子复合发光317

5.3.1 自由激子和激子极化激元辐射复合发光光谱317

5.3.2 激子分子324

5.3.3 电子-空穴滴及其辐射复合发光光谱328

5.4 束缚激子辐射复合发光光谱334

5.4.1 束缚激子334

5.4.2 束缚激子辐射复合340

5.4.3 束缚激子发光谱线的判别、磁场和应力效应346

5.4.4 束缚激子辐射复合发光的声子伴线355

5.5 非本征辐射复合发光过程358

5.5.1 连续带-杂质能级间辐射复合发光跃迁358

5.5.2 施主-受主对辐射复合发光跃迁366

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374

5.6.1 高激发强度下半导体的辐射复合发光374

5.6.2 半导体激光器384

第六章 半导体的光电导和其他相关效应390

6.1 引言390

6.2 光电导现象的分类392

6.2.1 带间激发与复合394

6.2.2 非本征激发396

6.2.3 经由局域激发态的光激发载流子的产生397

6.2.4 带内光激发载流子的产生398

6.2.5 激子吸收光电导398

6.3 带间激发情况下的光电导输运方程399

6.4 光扩散效应405

6.5 光电磁效应407

6.6.1 体光伏效应414

6.6 光伏效应414

6.6.2 势垒光伏效应417

6.7 光激发载流子的寿命427

6.7.1 带间直接跃迁辐射复合427

6.7.2 带间俄歇复合430

6.7.3 通过复合中心的复合过程、单能级模型431

6.8 非本征光电导436

6.9 热电子光电导442

6.9.1 带内光激发热电子光电导444

6.9.2 振荡光电导447

第七章 半导体的磁光效应450

7.1 回旋共振452

7.2 法拉第旋转和佛克脱效应462

7.2.1 法拉第旋转462

7.2.2 佛克脱效应469

7.3 磁光效应的量子力学解释471

7.4 磁场中半导体的能级、k·P微扰法及三带模型483

7.5 窄禁带半导体的磁光效应492

7.6 半导体中局域能级的塞曼分裂和有关效应503

第八章 半导体的喇曼散射515

8.1 概述515

8.2 晶体喇曼散射的基本理论521

8.2.1 晶体喇曼散射的宏观理论521

8.2.2 喇曼散射的量子理论525

8.2.3 选择定则536

8.3 半导体的一级喇曼散射谱545

8.3.1 非极性金刚石结构半导体的声子散射545

8.3.2 极性闪锌矿结构半导体的一级声子喇曼散射谱549

8.3.3 声子极化激元的散射553

8.3.4 半导体中传导电子的喇曼散射558

8.3.5 束缚电子和空穴的喇曼散射569

8.4 半导体的二级喇曼散射575

8.5 半导体的共振喇曼散射589

第九章 半导体量子阱和超晶格的光学性质604

9.1 半导体超晶格、量子阱的量子态和带间光跃迁过程604

9.1.1 半导体势阱中的量子态605

9.1.2 势阱中量子态的混和与杂化608

9.2 量子阱中的激子及其光跃迁过程613

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626

9.3.1 吸收光谱626

9.3.2 光电流谱629

9.3.3 光荧光光谱和光荧光激发谱633

9.3.4 调制光谱640

9.3.5 喇曼散射和共振喇曼散射644

9.4 超晶格结构中的声子行为和喇曼散射648

9.5 量子阱中的浅杂质光谱666

参考文献680