固體的光學(xué)性質(zhì)

前言

　　This book IS about the way light interacts with solids．The beautiful colours of gemstones have been valued in all societies，and metals have been used for making mirrors for thousands of years．However，the scientific explanations Ior these phenomena have only been given in relatively recent times．No wa days，we build on this understanding and make use of rubies and sapphires in high power solid state lasers．Meanwhile。the arrival of inorganic and organic senuconductors has created the modem optoelectronics industry．The onward march of science and technology therefore keeps this perennial Subiect alive and active．　　l he book IS designed for final year undergraduates and first year graduate students in physics．At the same time，I hope that some of the topics will be of mterest to students and researchers of other disciplines such as engineering or materials science．It evolved from a final year undergraduate course in condensed matter physics given as part of the Master of Physics degree at Ox lord University．In preparing the course I became aware that the discussion ot optical phenomena in most of the general solid state texts was relatively bnet·My aim in writing was therefore to supplement the standard texts and toIntroduce new subjects that have come to the fore in the 1ast l 0-20 years．　Practically all textbooks on this subject are built around a number of coretopics such as Interband transitions，excitons，free electron reflectivity．And phonon polaritons．This book iS no exception．These core topics form the backbone for our understanding of the optical physics，and pave the way for theintroduction of more modem topics．Much of this core material iS well coveredin the standard texts，but it can still benefit from the inclusion of more recentexperimental data．This is made possible through the ever-improving purity ofoptical materials and the now widespread use of laser spectroscopy．

內(nèi)容概要

本書介紹了固體中光學(xué)性質(zhì)的處理方法，介紹了多種材料（如晶體絕緣體．半導(dǎo)體，玻璃，金屬以及分子材料）中光的吸收、反射、熒光和散射的基本原理，本書合理的應(yīng)用了經(jīng)典和量子的模型，并且用最近的實驗數(shù)據(jù)解釋了一些光學(xué)現(xiàn)象。本書最大的特點是包含了最近才發(fā)展起來的一些新的研究領(lǐng)域，之前的同類教材中都沒有涉及這些領(lǐng)域，如半導(dǎo)體量子阱、有機半導(dǎo)體、電子振動固態(tài)激光以及非線性光學(xué)。    本書主要面向物理學(xué)專業(yè)，也適用于電子工程、材料科學(xué)和物理化學(xué)專業(yè)，本書深入淺出，便于學(xué)習(xí)，附有例題、習(xí)題和章節(jié)總結(jié)。    本書作者是謝菲爾德大學(xué)物理與天文系的Mark Fox。

書籍目錄

1  導(dǎo)論  1.1  光學(xué)過程的分類  1.2  光學(xué)系數(shù)  1.3  復(fù)折射率和介電常數(shù)  1.4  光學(xué)材料    1.4.1  晶體、絕緣體和半導(dǎo)體    1.4.2  玻璃    1.4.3  金屬    1.4.4  分子材料    1.4.5  摻雜玻璃和絕緣體  1.5  固態(tài)的光物理特性    1.5.1  晶體對稱性    1.5.2  電子能帶    1.5.3  振動帶    1.5.4  態(tài)密度    1.5.5  非定域態(tài)和集體激發(fā)  1.6  微觀模型2  經(jīng)典傳播  2.1  光密介質(zhì)中光的傳播    2.1.1  原子振蕩    2.1.2  振動振蕩    2.1.3  自由電子振蕩  2.2  偶極振蕩模型    2.2.1  Lorentz振蕩    2.2.2  多重共振    2.2.3  與實驗結(jié)果的對照    2.2.4  局域場修正    2.2.5  Kramers-Kronig關(guān)系  2.3  色散  2.4  光學(xué)各向異性：雙折射3  帶間吸收  3.1  帶問躍遷  3.2  直接吸收躍遷率  3.3  直接帶隙半導(dǎo)體的帶問吸收    3.3.1  帶間吸收的原子物理學(xué)    3.3.2  直接帶隙III-V半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)    3.3.3  聯(lián)合態(tài)密度    3.3.4  帶邊吸收的頻率特性    3.3.5  Franz-Keldysh效應(yīng)    3.3.6  磁場中的帶間吸收  3.4  直接帶隙半導(dǎo)體的帶邊吸收  3.5  帶邊上的帶問吸收  3.6  吸收譜的測量  3.7.半導(dǎo)體光電探測器    3.7.1  光電二極管    3.7.2  光電導(dǎo)器件    3.7.3  光伏器件4  激子  4.1  激子的概念  4.2  自由激子    4.2.1  結(jié)合能和半徑    4.2.2  激子吸收    4.2.3  GaAS中自由激子的實驗數(shù)據(jù)  4.3  外場中的自由激子    4.3.1  電場    4.3.2  磁場  4.4  高密度自由激子  4.5  Frenkel激子    4.5.1  稀有氣體晶體    4.5.2  堿金屬鹵化物    4.5.3  分子晶體5  發(fā)光學(xué)  5.1  固體的發(fā)光  5.2  帶問發(fā)光    5.2.1  直接帶隙材料    5.2.2  非直接帶隙材料  5.3  光致發(fā)光    5.3.1  激發(fā)和弛豫    5.3.2  低載流子密度    5.3.3  簡并    5.3.4  光致發(fā)光的光譜  5.4  電致發(fā)光    5.4.1  電致發(fā)光器件的原理    5.4.2  發(fā)光二極管    5.4.3  二極管激光器6  半導(dǎo)體量子阱  6.1  量子約束結(jié)構(gòu)  6.2  量子阱的生長和結(jié)構(gòu)  6.3  電子能級    6.3.1  變量分離    6.3.2  有限深勢阱    6.3.3  無限深勢阱  6.4  光學(xué)吸收和激子    6.4.1  選擇定則    6.4.2  二維吸收    6.4.3  實驗數(shù)據(jù)    6.4.4  量子阱中的激子  6.5  量子約束Stark效應(yīng)  6.6  光發(fā)射  6.7  子帶間躍遷  6.8  Bloch振蕩  6.9  量子點    6.9.1  半導(dǎo)體摻人玻璃    6.9.2  自組織III-V量子點7  自由電子  7.1  等離子體反射率  7.2  自由載流子導(dǎo)電性  7.3  金屬    7.3.1  Drude模型    7.3.2  金屬中的帶間躍遷  7.4  摻雜半導(dǎo)體    7.4.1  自由載流子的反射率和吸收    7.4.2  非本征吸收  7.5  等離體子8  分子材料  8.1  分子材料導(dǎo)論  8.2  共軛分子的電子態(tài)  8.3  分子光譜    8.3.1  電子一振動躍遷    8.3.2  分子構(gòu)型圖    8.3.3  Frank-Condon原理    8.3.4  實驗光譜  8.4  芳香烴  8.5  共軛高分子  8.6  有機光電材料9  發(fā)光中心  9.1  振動吸收和發(fā)射  9.2  色心  9.3  離子晶體中的順磁雜質(zhì)    9.3.1  晶體場效應(yīng)和振動耦合    9.3.2  稀土離子    9.3.3  過渡金屬離子  9.4  固態(tài)激光器和光學(xué)放大器  9.5  磷光體10  光子  10.1  紅外活性光子  10.2  極化固體的紅外反射率和吸收    10.2.1  經(jīng)典振子模型    10.2.2  Lyddane-Sachs-Teller關(guān)系    10.2.3  Restrahlen    10.2.4  點陣吸收  10.3  電磁耦子  10.4  極化子  10.5  非彈性光散射    10.5.1  非彈性光散射的原理    10.5.2  Raman散射    10.5.3  Br訂louin散射  10.6  光子壽命11  非線性光學(xué)  11.1  非線性極化率張量  11.2  光學(xué)非線性的物理起源    11.2.1  非共振非線性    11.2.2  共振非線性  11.3  二階非線性    11.3.1  非線性混頻    11.3.2  晶體對稱性    11.3.3  相位匹配  11.4  三階非線性效應(yīng)    11.4.1  三階現(xiàn)象回顧    11.4.2  各向同性三階非線性介質(zhì)    11.4.3  半導(dǎo)體中的共振非線性附錄A  電介質(zhì)的電磁理論  A.1  電磁場和Maxwell方程  A.2  電磁波附錄B  輻射吸收和發(fā)射  B.1  愛因斯坦系數(shù)  B.2  量子躍遷率  B.3  選擇定則附錄C  能帶理論  C.1  金屬、半導(dǎo)體和絕緣體  C.2  近自由電子模型  C 3  能帶結(jié)構(gòu)實例附錄D  半導(dǎo)體p-i-n二極管習(xí)題解答參考文獻符號索引

編輯推薦

　　《牛津大學(xué)研究生教材系列》介紹了物理學(xué)的主要領(lǐng)域的知識和柑關(guān)應(yīng)用，旨在引導(dǎo)讀者進入相關(guān)領(lǐng)域的前沿。叢書堅持深入淺出的寫作風(fēng)格，用豐富的示例、圖表、總結(jié)加深讀者塒內(nèi)容的理解。書中附有習(xí)題供讀者練習(xí)。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    固體的光學(xué)性質(zhì) PDF格式下載

---