納米半導體技術

本書介紹了納米半導體材料的定義、性質及其在未來信息技術中的地位的同時，主要介紹了納米半導體材料製備的方法和共性關鍵技術，幾種常用的納米半導體材料的評價技術和應變自組裝半導體量子點（線）的尺寸、密度分布、形貌、組分及結構特性的實驗研究，納米半導體材料的電子結構、光學和電學性質，基於子帶躍遷的量子級聯雷射器的工作原理、特性和它的發展現狀及其套用前景分析，最後重點介紹了納米半導體器件及套用。本書適合於從事或對納米半導體科學技術有興趣的科研工作者、教師、研究生、本科生和工程技術人員閱讀，有些章節可作為科普讀物。

基本介紹

• 書名：納米半導體技術
• 作者：王占國 陳涌海 葉小玲
• ISBN：7502581758
• 頁數：391 
• 出版社：化學工業
• 出版時間：2006-04-01
• 裝幀：平裝
• 開本：大32開
• 版    次：初版

目錄

第1章緒論

1．1納米半導體材料的定義

1．2納米半導體材料的基本特性

1．2．1量子尺寸(約束)效應

1．2．2量子隧穿效應

1．2．3庫侖阻塞效應

1．2．4量子干涉效應

1．2．5二維電子氣和量子霍耳(Hall)效應

1．3納米半導體結構材料的製備技術

1．3．1分子束外延(MBE)技術

1．3．2金屬有機化合物化學氣相澱積(MOCVD)技術

1．3．3半導體微結構材料生長和精細加工相結合的製備技術

1．3．4應變自組裝納米半導體結構生長技術

1．4納米半導體材料的評價技術

1．4．1近場光學顯微鏡

1．4．2偏振差分反射光譜技術

1．4．3顯微拉曼光譜技術

1．5納米半導體量子器件

1．5．1納米半導體電子器件

1．5．2納米半導體光電子器件

1．6納米半導體材料和量子器件研究存在問題和發展趨勢

1．6．1存在問題

1．6．2發展趨勢

參考文獻

第2章納米半導體結構材料的製備

2．1外延生長基本原理

2．1．1晶體的表面結構

2．1．2外延生長的理論模型

2．2外延生長技術

2．2．1分子束外延(MBE)技術

2．2．2金屬有機化合物化學氣相澱積技術(MOCVD)

2．2．3氣體源分子束外延技術

2．2．4原子層外延(ALE)及其他超薄層材料外延技術

2．3納米半導體結構材料的生長製備方法

2．3．1量子阱、超晶格材料的生長

2．3．2層狀異質結構生長和精細加工相結合製備量子線、量子點

2．3．3量子線、量子點的化學合成方法

2．3．4量子線的MBE直接生長

2．3．5應變自組裝生長量子點、量子線材料

2．3．6VLS技術生長量子線

2．4應變自組裝In(Ga)As/GaAs量子點的生長原理

2．4．1SK轉變過程

2．4．2量子點生長過程的實驗研究

2．4．3量子點生長過程的動力學理論

2．4．4量子點尺寸分布的熱力學平衡理論

2．4．5GaAs蓋層對量子點形貌的影響

2．5量子點的可控生長技術

2．5．1迭層量子點的生長

2．5．2在高指數面襯底上生長量子點

2．5．3在圖形化襯底(模板)上生長量子點

2．5．4SPM單原子操縱和加工技術

參考文獻

第3章納米半導體材料的評價技術與特性檢測

3．1納米半導體材料的評價技術

3．1．1透射電子顯微分析技術

3．1．2掃描探針顯微分析技術

3．1．3高空間分辨光致發光和電致發光技術

3．1．4反射高能電子衍射(RHEED)和X光散射(XRS)

3．2納米半導體結構特性的檢測

3．2．1納米半導體量子點結構特性研究

3．2．2納米半導體量子線結構特性研究

3．2．3Ge/si(001)量子點結構特性研究

參考文獻

第4章納米半導體材料的電子能級結構

4．1半導體體材料的能帶結構

4．1．1體材料的能帶結構

4．1．2有效質量近似

4．1．3態密度函式

4．2理想低維半導體結構的電子態

4．2．1無限深方勢阱中低維結構的電子態

4．2．2電子在無限深柱形勢阱中的運動

4．2．3其他勢阱中量子點結構的電子態

4．3應變自組裝In(Ga)As/GaAs量子點的電子態

參考文獻

第5章納米半導體材料的光學性質

5．1量子尺寸效應

5．1．1量子點發光的特殊溫度變化行為

5．1．2量子點PL譜的多峰結構

5．1．3斯托克斯位移(Stokesshift)

5．2單量子點光譜

5．2．1量子點激子態的精細結構

5．2．2量子點中量子態相干控制

5．2．3電報噪聲

5．2．4光學拉比(Rabi)振盪

5．2．5耦合量子點

5．3外場作用下量子點的光學性質

5．3．1量子限制Stark效應和激子電偶極矩

5．3．2磁場作用下的量子點

5．3．3量子點的壓力光譜

5．4量子點中載流子弛豫與聲子

5．4．1載流子弛豫：聲子瓶頸和俄歇過程

5．4．2聲子模式和拉曼光譜

5．4．3拉曼散射干涉現象和量子點空間有序分布

5．4．4量子點超晶格結構的熱電效應

5．5Ⅱ型量子點

5．6量子點帶內躍遷

5．7微腔中量子點的光學性質

5．7．1微柱微腔

5．7．2微盤

5．7．3光子晶體微腔

參考文獻

第6章納米半導體結構材料的電學性質

6．1量子點的電學輸運性質

6．1．1橫向輸運性質

6．1．2垂直隧穿性質

6．2磁場中量子點的輸運性質近藤效應

6．2．1金屬中的近藤效應

6．2．2量子點中的近藤效應

6．2．3實驗結果

6．3光譜燒孔效應

6．3．1光譜燒孔效應概述

6．3．2量子點的光譜燒孔效應

6．3．3實驗結果

參考文獻

第7章量子級聯雷射器材料與器件

7．1半導體雷射器發展的簡要回顧

7．2量子級聯雷射器的發展現狀與趨勢

7．3量子級聯雷射器的工作原理

7．3．1量子級聯雷射器的載流子輸運

7．3．2量子級聯雷射器的增益和損耗

7．3．3量子級聯雷射器的有源區設計

7．4量子級聯雷射器的結構與特性

7．4．1Fabry-Perot(F-P)腔量子級聯雷射器

7．4．2分布反饋量子級聯雷射器

7．4．3微腔型QC雷射器

7．4．4應變補償量子級聯雷射器

7．5量子級聯雷射器的套用

7．5．1在中紅外的大氣痕量探測中的套用

7．5．2量子級聯雷射器的高速工作

7．6量子級聯雷射器研究的新進展

7．6．1THzQC雷射器

7．6．2量子點QC雷射器

7．6．3光子晶體量子級聯雷射器

參考文獻

第8章半導體納米器件及其套用

8．1量子點雷射器

8．1．1量子點雷射器理論

8．1．2量子點雷射材料的外延生長

8．1．3InAs/GaAs量子點雷射器

8．1．4其他量子點雷射器

8．2量子點超輻射發光管

8．3最子點紅外探測器

8．4量子點存儲器件

8．4．1量子點電荷存儲

8．4．2光存儲器件

8．5量子點單光子光源和單光子探測器

8．6量子點光放大器和量子點光調製器

8．7量子點條形碼和生物成像

8．8自旋極化量子點發光管

8．9庫侖阻塞效應和單電子器件

8．9．1單隧道結

8．9．2量子點雙隧道結和單電子電晶體

8．9．3單電子存儲器

8．9．4超高靈敏度靜電計

8．9．5遠紅外和亞毫米波單光子探測器

8．10量子點網路自動機

8．10．1QCA的量子力學描述

8．10．2基本電路和元件

8．10．3半導體QCA的可能實現方法

8．10．4實驗結果

參考文獻