半导体化合物光电原理

半导体化合物光电原理 

作者：许并社 主编 

出版时间：2013年版 

内容简介 

　　本系列丛书分为《半导体化合物光电原理》、《半导体化合物光电器件制备》、《半导体化合物光电器件检测》三部分。《半导体化合物光电原理》介绍半导体的结构学基础、物理学基础以及ⅢA？ⅤA族半导体化合物的电学性质、光学性质，半导体化合物的应用、光电器件的结构和工作原理等，较系统地介绍了相关基础知识，适合材料、物理化学、光学、微电子学与固体电子学等专业的本科和研究生以及工程技术人员和企业相关人员阅读。 

目录 

第1章半导体结构学基础1 

1?1半导体的化学结构1 

1?1?1元素周期表1 

1?1?2原子结构2 

1?1?3电离能、电子亲和能及电负性8 

1?1?4结合键10 

1?2半导体晶体学基础12 

1?2?1晶体基本概念12 

1?2?2常见的晶体结构18 

1?2?3晶体结构缺陷23 

1?2?4晶体中的界面25 

1?3半导体的晶体结构27 

1?3?1ⅣA族元素半导体27 

1?3?2ⅢA?ⅤA族化合物半导体28 

1?3?3ⅡB?ⅥA族化合物半导体31 

参考文献33 

第2章半导体物理学基础34 

2?1能带理论34 

2?1?1能带34 

2?1?2布里渊区35 

2?1?3费米分布函数与费米能级38 

2?2半导体中的杂质与缺陷39 

2?3半导体的载流子传输特性41 

2?3?1半导体中的载流子42 

2?3?2半导体中载流子的漂移43 

2?4半导体中的界面接触特性46 

2?4?1功函数46 

2?4?2半导体的界面接触46 

2?5半导体的霍尔效应49 

2?6pn结51 

2?6?1空间电荷区51 

2?6?2能带图52 

2?6?3电流电压特性53 

2?6?4理想pn结模型及其电流电压方程56 

2?6?5pn结击穿56 

2?6?6pn结的隧道效应57 

2?7量子阱与超晶格58 

2?7?1单量子阱与二维电子气58 

2?7?2多量子阱与超晶格60 

参考文献61 

第3章半导体化合物的电学性质62 

3?1载流子输运62 

3?1?1迁移率63 

3?1?2电阻率65 

3?1?3载流子复合和寿命66 

3?1?4热电子发射67 

3?1?5隧穿67 

3?1?6空间电荷效应68 

3?2半导体中的能带68 

3?3ZnO宽带隙半导体69 

3?3?1ZnO半导体能带70 

3?3?2n型掺杂与电学性质70 

3?3?3p型掺杂与电学性质71 

3?4GaN半导体材料72 

3?4?1GaN的晶格结构和能带72 

3?4?2GaN的电学特性74 

3?5GaAs半导体材料74 

3?5?1GaAs的能带结构及其主要特点74 

3?5?2GaAs电学特性75 

3?6其他ⅢA?ⅤA族半导体材料76 

3?6?1InSb的能带结构及电学特性76 

3?6?2GaP的能带结构及电学特性77 

3?7ⅡB?ⅥA族化合物的能带结构77 

3?8其他能带结构78 

3?8?1固溶体的能带结构78 

3?8?2施主和受主能级79 

3?8?3异质结的能带图80 

3?8?4异型异质结的电学特性84 

3?9LED发光器件的电参数86 

参考文献87 

第4章半导体化合物的光学特性88 

4?1光、光度学、辐射度学和色度学的基本概念88 

4?1?1光的基本概念88 

4?1?2光度学与辐射度学参数89 

4?1?3相关色度学参数89 

4?2光与物质的相互作用90 

4?2?1线性光学性能90 

4?2?2非线性光学性能93 

4?3半导体材料发光性能参数94 

4?3?1发射光谱95 

4?3?2吸收光谱96 

4?3?3激发光谱96 

4?3?4发光衰减96 

4?3?5发光效率97 

4?4半导体的光吸收99 

4?4?1本征吸收99 

4?4?2直接跃迁和间接跃迁100 

4?4?3其他吸收过程103 

4?5半导体的光生伏特效应106 

4?5?1pn结的光生伏特效应106 

4?5?2光电池的电流电压特性107 

4?6半导体发光108 

4?6?1辐射跃迁109 

4?6?2发光效率111 

4?6?3电致发光激发112 

4?7半导体激光113 

4?7?1自发辐射和受激辐射113 

4?7?2pn结激光器原理114 

4?7?3激光材料117 

参考文献117 

第5章半导体化合物应用简介119 

5?1半导体概述119 

5?1?1半导体材料发展119 

5?1?2半导体元素材料及应用120 

5?1?3半导体化合物材料及其应用124 

5?2半导体化合物在LED产业中的应用127 

5?2?1LED照明产品128 

5?2?2显示领域134 

5?2?3信息指示领域137 

5?2?4LED其他领域138 

5?3半导体化合物太阳电池139 

5?3?1概述139 

5?3?2太阳能电源的应用141 

5?4半导体化合物激光器143 

5?4?1概述143 

5?4?2半导体激光器发展143 

5?4?3应用145 

参考文献148 

第6章半导体化合物光电器件150 

6?1半导体化合物LED器件150 

6?1?1原理150 

6?1?2LED器件结构153 

6?1?3芯片结构159 

6?1?4几种典型的衬底LED芯片结构162 

6?2半导体激光器166 

6?2?1概述166 

6?2?2半导体激光器的工作原理167 

6?2?3半导体激光器结构170 

6?2?4 半导体激光器的类型172 

6?3太阳电池176 

6?3?1概述176 

6?3?2太阳电池的原理176 

6?3?3太阳电池的结构178 

6?3?4太阳电池的分类180 

6?3?5太阳电池组件结构183 

参考文献184