半導體異質結構與納米結構表征

前言

　　在C．Lamberti的“采用同步輻射技術對應變半導體異質結構與薄膜的表征”綜述文章發(fā)表之后，Elsevier出版社與我聯系來協調編寫一本有關用于研究半導體異質結構和納米結構的最常用的表征技術的新書。在最開始的拖延之后，我接受了這個任務。我所接觸過的大多數章節(jié)作者的迅即又熱情的回復使我的工作比起預期的要容易得多。我要對所有這些同事們表示衷心感謝。我也要對那些章節(jié)進行校驗的能干的同事表示感激，因為他們的辛勤工作對章節(jié)的作者和我在改進最后的定稿質量方面幫助極大。在結束這項任務時，回顧最終的成果，我能自豪地在章節(jié)作者中數出不少我的好朋友以及在各自領域中的杰出科學家。在這些杰出的科學家中，我更為女科學家在其中起的重要的作用而驕傲：她們共編寫了4章?！　　栋雽w異質結構與納米結構表征》一書章節(jié)是這樣組織的：每個章節(jié)介紹了一種用于了解半導體量子阱和超晶格的性質(結構、物理、化學、電磁等)中表征技術。有一章專門介紹了用第一原理進行模擬的建模方法。本書有兩個基本目的。第一個是基于教學的考慮。本書提供了可被物理、化學、材料、科學、工程和納米技術領域的碩士和博士生理解的某一特定技術的基本概念。第二個目的是從最新文獻中選擇一些例子，它們能代表應用某一專門技術來理解半導體異質結構與納米結構性質的前沿結果。因此每一章有雙重結構：第一部分是用來解釋基本概念以服務于最大限度的讀者；第二部分則用來討論特別與新穎的例子，使得本書可以在書架上壽命可以更長些。如果發(fā)現理解每個章節(jié)的第二部分有困難時，不用沮喪。我的建議是集中精力在第一部分：當經驗增加時，總是可以在隨后幾年里回過頭來再看第二部分。當然，本書也對學術和工業(yè)界中對基于異質結構的器件的設計、生長、表征和測試領域中工作的科學家適用。這些讀者可以跳過每個章節(jié)的第一部分，直接專注于第二部分?！　〕松厦嬲劦降闹?，本書還有一個更長遠，甚至可以說是雄心勃勃的目的。這是指，本書中有關量子阱、量子線和量子點的內容應該被看作是一個將先進表征技術應用到理解納米(甚至亞納米)尺度物質的結構、電子等性質一個前奏?？梢赃@么說，本書的目的是作為更為廣闊和極其活躍的納米技術領域的參考書。

內容概要

本書主要討論了用于確定半導體量子阱和超晶格結構性質(結構、物理，化學、電氣等)的專門表征技術。此外，介紹了采用第一原理進行的模擬、建模方法，以及異質結構的電學與光學特性。    本書結構基于雙重目標：以物理、化學，材料科學、工程學和納米技術領域的本科生與研究生能夠理解的程度，提供每一個被挑選的專門技術的基本概念；從最新的文獻中挑選采用這些專門技術得到的最佳結果作為例子，這些技術用來理解半導體異質結構的性質。這些章節(jié)綜合了基本概念的講解和最有關聯的創(chuàng)新例子的討論。此外，有關量子阱、量子線和量子點的內容可以看作是將先進表征技術應用到亞納米尺度下材料的結構與電學性質的實例。    在學術界與工業(yè)實驗室內從事異質結構器件設計，生長，表征與測試的研究人員，也可以用作更為廣泛的納米技術領域的參考書。

書籍目錄

前言第1章  導論：納米技術的多學科性質與探索前沿表征技術的必要性第2章  結構性質與電子性質的第一原理(從頭算起)模擬研究第3章  納米結構的電學性質表征第4章  采用高分辨率x射線衍射技術(XRD)的半導體異質結構的應變與組分確定第5章  透射電子顯微鏡(TEM)技術用于成像與半導體異質結構的組分確定第6章  通過光致發(fā)光技術(PL)以了解半導體納米結構的結構性質與電子性質第7章  Ⅲ族元素氮化物(Ⅲ-nitride)的異質結構中的與功率大小有關的陰極發(fā)光：從內部場屏蔽到可控能帶帶隙調制第8章  拉曼譜技術第9章  用于半導體異質結構與納米結構研究的X射線吸收精細結構(XAPS)方法第10章  受同步輻射光照的納米結構：對表面敏感的X射線技術及異常散射第11章  用于研究納米結構的結構性質的掠入射衍射異常精細結構(GIDAPS)方法第12章  光發(fā)射譜在異質結研究中的作用第13章  半導體異質結構界面與界面層的電子自旋諧振(ESR)譜分析方法名稱索引

章節(jié)摘錄

　　Improvements in the realization of nanostructures can be realized by a strict interplay among the progress achieved on these three grounds, as basically schematized in the flow chart in Fig. 3 and described in the following. (i) theoretical calculations predict the physical properties of a given nanostructure; (ii) the preparation techniques try to realize it; (iii) structural characterization techniques check whether the actually realized nanostructure corresponds to the desired one or not; (iii) if not, the preparation conditions have to be optimized and step (ii) has to be repeated; (iiib) if yes, then optical, electrical, electronic, chemical reactivity, etc. properties are checked to verify whether the desired nanostructure has actually the foreseen properties (iv); (iva) if not, then the level of theory used in step (i) has to be improved and the game has to restart again from the beginning; (ivb) if yes, then end of the process. Point (ivb) represents the final point of the scientific work and the future of the device lies now on an engineering/economical level where the production rate, the realization costs, and the demand of the device are the main driving forces. Of course, the interplay often moves in the opposite direction, i.e., theoretical models help in the interpretation of the previously not understood (or wrongly interpreted) experimental results.

編輯推薦

　　本書是由意大利Torino大學材料系Carlo Lamberti教授主編的，以意大利的大學教授為主體，包括歐洲其他國家：英國、法國、西班牙、瑞士及比利時學者共同編寫的。全書共13章，內容是介紹表征異質結構，包括半導體異質結、超晶格，以及低維結構如Ⅲ-Ⅴ族化合物納米線、量子點等——的結構性質與電子性質的分析手段和方法。這些性質主要是指在襯底上生長的異質表面層或異質材料問的界面、界面層(interlayer)特性。

圖書封面

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