IV族、III-V和II-VI族半導(dǎo)體材料的特性

前言

　　長久以來，硅材料在電子器件和集成電路中占據(jù)著主導(dǎo)地位。然而，隨著電子、光電子和光子器件的迅速發(fā)展，越來越多的器件需要可實(shí)現(xiàn)新功能的新材料。但是，與已經(jīng)非常成熟的硅材料科學(xué)技術(shù)相比，人們對(duì)這些材料的研究相對(duì)較少，尚缺乏系統(tǒng)、完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。《IV族、III-V族和II-VI族半導(dǎo)體材料的特性》一書正是為了滿足上述需求而撰寫的。該書不但詳細(xì)地介紹了這些材料相關(guān)的科學(xué)問題，同時(shí)也盡可能多地列出了這些新材料的各種參數(shù)和物理化學(xué)特性，既適合作為研究生學(xué)習(xí)的教材，也可以作為研究人員和工程技術(shù)人員的參考手冊(cè)?！　”緯g由季振國總負(fù)責(zé)，毛啟楠、馬國進(jìn)、孫淑強(qiáng)、賀海晏、曹虹、楊永德等參加了翻譯工作，季振國和毛啟楠對(duì)全文進(jìn)行了校對(duì)和潤色。由于翻譯小組學(xué)術(shù)水平和翻譯水平有限，加上原著涉及許多新材料和新概念，翻譯過程中難免存在疏漏之處，敬請(qǐng)各位讀者諒解。另外，本書的翻譯工作得到了杭州電子科技大學(xué)學(xué)術(shù)專著基金的資助，特此表示感謝。

內(nèi)容概要

以硅為基礎(chǔ)的微電子技術(shù)在信息技術(shù)中仍占據(jù)著重要的地位，但是III-V族化合物和IV-V族化合物半導(dǎo)體材料因具有高的載流子遷移率和大的禁帶寬度而在發(fā)光器件、高速器件、高溫器件、高頻器件、大功率器件等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。可以預(yù)見，光電集成或光子器件所用的材料將大量采用III-V族化合物和IV-V族化合物半導(dǎo)體材料。然而目前除了IV族的si材料外，其他半導(dǎo)體材料的數(shù)據(jù)資料比較零亂，缺少一本把這些材料的特性參數(shù)匯集到一起的專著。    本書對(duì)常見半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)、熱學(xué)特性、機(jī)械特性、晶格動(dòng)力學(xué)特性、電子能帶結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性、載流子輸運(yùn)特性、壓電特性以及電光效應(yīng)等特性進(jìn)行了比較全面的描述，并提供了大量的圖表以及具體數(shù)據(jù)。    本書可以在作為相關(guān)領(lǐng)域材料和器件工程師的參考資料，也可以作為從事半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件與物理、半導(dǎo)體材料生長等相關(guān)領(lǐng)域教學(xué)和研究工作的教師和學(xué)生參考。

作者簡介

Sadao Adachi
　　日本郡馬大學(xué)電子工程系幾乎所有具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的半導(dǎo)體材料都是IV族、III-V族和Il-Vl族材料，這些半導(dǎo)體材料的技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛。

書籍目錄

譯者前言叢書前言原書前言致謝與獻(xiàn)辭1　結(jié)構(gòu)特性　1.1  電離度　　1.1.1　定義　　1.1.2　電離度值　1.2　元素同位素豐度和分子量　　1.2.1　元素同位素豐度　　1.2.2　分子量　1.3　晶體結(jié)構(gòu)和空間群　　1.3.1　晶體結(jié)構(gòu)　　1.3.2　空間群　1.4　晶格常數(shù)和相關(guān)參數(shù)　　1.4.1　晶格常數(shù)　　1.4.2　分子和晶體密度　1.5　結(jié)構(gòu)相變　1.6　解理　　1.6.1　解理面　　1.6.2　界面能　參考文獻(xiàn)2　熱學(xué)性能　2.1　熔點(diǎn)及其相關(guān)參數(shù)　　2.1.1　相圖　　2.1.2　熔點(diǎn)　2.2  比熱　2.3　德拜溫度　2.4　熱膨脹系數(shù)　2.5　熱導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率　　2.5.1　熱導(dǎo)率　　2.5.2　熱擴(kuò)散率　參考文獻(xiàn)3　彈性性能　3.1　彈性常數(shù)　　3.1.1　概述　　3.1.2　室溫值　　3.1.3　外部微擾影響  3.2　三階彈性常數(shù)  3.3　楊氏模量、泊松比及相關(guān)性質(zhì)　　3.3.1　楊氏模量和泊松比：立方點(diǎn)陣　　3.3.2　體模量、切變模量及相關(guān)性質(zhì)：立方點(diǎn)陣　　3.3.3　楊氏模量和泊松比：六方點(diǎn)陣　　3.3.4　體模量、剪切模量及相關(guān)性質(zhì)：六方點(diǎn)陣　3.4　顯微硬度　3.5　聲速　參考文獻(xiàn)4　晶格動(dòng)力學(xué)性質(zhì)  4.1　聲子色散關(guān)系　　4.1.1　布里淵區(qū)　　4.1.2　聲子散射曲線　　4.1.3　聲子態(tài)密度　4.2　聲子頻率　　4.2.1　室溫下的值　　4.2.2　外部微擾效應(yīng)　4.3　Grtineisen參數(shù)　4.4　聲子畸變勢(shì)　　4.4.1　立方晶格　　4.4.2　六方晶格　參考文獻(xiàn)5　集體效應(yīng)和響應(yīng)特性　5.1　壓電常數(shù)和機(jī)電系數(shù)　　5.1.1　壓電常數(shù)　　5.1.2　機(jī)電耦合系數(shù)　5.2　FrOhlich耦合系數(shù)　參考文獻(xiàn)6　能帶結(jié)構(gòu)：禁帶寬度7　能帶結(jié)構(gòu)：有效質(zhì)量8　形變勢(shì)　9　電子親和勢(shì)和肖特基勢(shì)壘高度10　光學(xué)特征11　光彈、電光和非線性光學(xué)性能12　載流子的輸運(yùn)特性參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　9 電子親和勢(shì)和肖特基勢(shì)壘高度　　9.1電子親和勢(shì)9.1.1概述　　我們把使一個(gè)電子從導(dǎo)帶底部對(duì)應(yīng)的能級(jí)移動(dòng)到?jīng)]有鏡像力作用影響的材料外部的真空能級(jí)時(shí)所做的功定義為半導(dǎo)體中的電子親和勢(shì)хe從電子親和勢(shì)的定義不難看出要同時(shí)考慮體效應(yīng)和界面效應(yīng)，因此хe是一個(gè)很復(fù)雜的問題?！　?duì)大多數(shù)半導(dǎo)體而言，在導(dǎo)帶底部的電子是通過一個(gè)大約幾伏特的勢(shì)壘束縛在材料中。這個(gè)勢(shì)壘就是電子親和勢(shì)而且被定義為正的電子親和勢(shì)。如果хe變成負(fù)的，也就是說，真空能級(jí)位于導(dǎo)帶邊緣以下，任何存在于導(dǎo)帶中的電子都有足夠的能量離開晶體。這意味著在導(dǎo)帶邊緣的一個(gè)電子將不會(huì)遇到界面勢(shì)壘而且可自由發(fā)射到真空中。這種無勢(shì)壘的電子發(fā)射在冷陰極器件的應(yīng)用中具有潛在價(jià)值，比如用于場(chǎng)發(fā)射器件和平板顯示器?！　∝?fù)的電子親和勢(shì)的結(jié)果在氫鈍化的金剛石表面得到了驗(yàn)證[1,2]。更近期的發(fā)現(xiàn)，一些Ⅲ-Ⅴ族氮化物也顯示存在負(fù)的電子親和勢(shì)[3]。廣義說，這個(gè)不同尋常的特性可以與金剛石型、閃鋅礦或纖鋅礦結(jié)構(gòu)中具有類似的鍵合有關(guān)。所有這些結(jié)構(gòu)都存在四配位的sp3鍵。由于電子狀態(tài)類似，那么隨著禁帶寬度的增加，很自然的認(rèn)為導(dǎo)帶邊緣會(huì)移動(dòng)至更靠近真空能級(jí)[4]。

編輯推薦

　　《4族、3-5和2-6族半導(dǎo)體材料的特性》有兩個(gè)目的　　·討論Ⅳ族、Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料關(guān)鍵的特性　　·從固體物理的觀點(diǎn)使得這些特性系統(tǒng)化　　《4族、3-5和2-6族半導(dǎo)體材料的特性》大部分內(nèi)容主要用于描述這些半導(dǎo)體材料晶格的結(jié)構(gòu)、熱學(xué)、機(jī)械、品格動(dòng)力學(xué)、電子能帶結(jié)構(gòu)、光學(xué)和載流子輸運(yùn)等特性。另外，《4族、3-5和2-6族半導(dǎo)體材料的特性》也討論了某些集體行為產(chǎn)生的效應(yīng)如壓電效應(yīng)、光彈效應(yīng)和電光效應(yīng)?！　　?族、3-5和2-6族半導(dǎo)體材料的特性》包含了大量可方便使用的表格，這些表格整合了各種半導(dǎo)體材料的特性以及各種半導(dǎo)體材料重要特性的定義?！?族、3-5和2-6族半導(dǎo)體材料的特性》也包含了大量的圖片以便數(shù)據(jù)更加量化，更加清楚明了?！　　?族、3-5和2-6族半導(dǎo)體材料的特性》目標(biāo)讀者不僅僅是半導(dǎo)體器件工程師，也包括物理學(xué)家和物理化學(xué)家，特別是在半導(dǎo)體材料的合成、晶體生長、半導(dǎo)體器件物理和技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的學(xué)生。

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