低維半導(dǎo)體物理

內(nèi)容概要

低維半導(dǎo)體物理是現(xiàn)代半導(dǎo)體物理和凝聚態(tài)物理的重要組成部分，蘊(yùn)藏著豐富的科學(xué)內(nèi)涵。它的主要研究對象是各種低維半導(dǎo)體材料與結(jié)構(gòu)的電子性質(zhì)，在電場、光照與磁場作用下的物理性質(zhì)。彭英才編著的《低維半導(dǎo)體物理》主要介紹了半導(dǎo)體超晶格與量子阱、量子線、量子點與納米晶粒等低維體系的能帶特征、電子狀態(tài)、量子效應(yīng)、輸運性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和磁學(xué)性質(zhì)等。
《低維半導(dǎo)體物理》可作為普通高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)博士研究生、碩士研究生的教材，也可供高年級本科生和相關(guān)領(lǐng)域的科技工作者參考閱讀。

書籍目錄

第一章  緒論
  1．1  半導(dǎo)體超晶格與量子阱的研究發(fā)展
  1．2  半導(dǎo)體量子線與量子點的研究發(fā)展
  參考文獻(xiàn)
第二章  晶態(tài)半導(dǎo)體物理
  2．1  晶態(tài)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)
    2．1．1  能帶結(jié)構(gòu)  
    2．1．2  電子能量  
    2．1．3  狀態(tài)密度
  2．2  晶態(tài)半導(dǎo)體中的載流子輸運
    2．2．1  載流子散射機(jī)構(gòu)
    2．2．2  載流子遷移率
    2．2．3  載流子隧穿輸運
  2．3  晶態(tài)半導(dǎo)體的光吸收
    2．3．1  本征吸收  
    2．3．2  激子吸收  
    2．3．3  雜質(zhì)吸收  
  2．4  晶態(tài)半導(dǎo)體的光發(fā)射
    2．4．1  半導(dǎo)體中的各種發(fā)光過程
    2．4．2  直接和間接躍遷復(fù)合發(fā)光  
第三章  低維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
第四章  低維半導(dǎo)體中得電子狀態(tài)
第五章  調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)中得二維電子氣輸運
第六章  半導(dǎo)體超晶格中得電子隧穿輸運
第七章  低維量子結(jié)構(gòu)中得輸運現(xiàn)象
第八章  半導(dǎo)體量子阱的光學(xué)性質(zhì)
第九章  納米半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)
第十章  低維半導(dǎo)體的磁學(xué)性質(zhì)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1980年，德國科學(xué)家Von Klitzing在1.5K的超低溫和15T的強(qiáng)磁場下，測量Si—MOSFET反型層中二維電子氣的霍爾效應(yīng)時驚奇地發(fā)現(xiàn)：在霍爾電阻隨柵壓變化的曲線上出現(xiàn)了一系列數(shù)值為h／ie2和具有一定寬度的電阻平臺。與此同時，縱向電阻在相應(yīng)的柵壓區(qū)域內(nèi)的數(shù)值也趨于零，這就是具有劃時代意義的整數(shù)量子霍爾效應(yīng)（IOHE）。這項工作具有深遠(yuǎn)的科學(xué)意義，它首次從理論和實驗上同時證實了量子霍爾效應(yīng)的存在，并指出該效應(yīng)不僅與電子填充的朗道能級有關(guān)，而且與缺陷等引起的局域化效應(yīng)相關(guān)。在實際應(yīng)用方面，它能夠用來精確地測定精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)h／e2，可以作為電阻的自然基準(zhǔn)。 二維電子氣量子霍爾效應(yīng)的研究仍在繼續(xù)。1982年，Tsui等在更低的溫度（55mK）和更強(qiáng)的磁場（20T）下研究具有高遷移率A1GaAs／GaAs異質(zhì)結(jié)的量子霍爾效應(yīng)時，在霍爾電阻中發(fā)現(xiàn)了一個使他們非常驚奇的新臺階，它的高度是Von Klitzin9發(fā)現(xiàn)的最大高度的3倍。隨后，他們又在整數(shù)的上面和整數(shù)之間找到了越來越多的新臺階，并且所有這些新臺階的高度都能表示為早先的同一常數(shù)h／e2除以不同的分?jǐn)?shù)，這就是所謂的分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)（FQHE）。這種效應(yīng)與電子—電子相互作用的多體效應(yīng)有關(guān)，采用強(qiáng)關(guān)聯(lián)費米液體理論可以成功解釋FQHE的物理機(jī)制。 超晶格的共振隧穿效應(yīng)從另一個側(cè)面反映了發(fā)生在低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的電子輸運特性。自從人們首次發(fā)現(xiàn)AlGaAs／GaAs雙勢壘結(jié)構(gòu)的共振隧穿現(xiàn)象以來，又相繼發(fā)現(xiàn)了多勢壘結(jié)構(gòu)的順序共振隧穿，并進(jìn)一步發(fā)展了共振隧穿的輸運理論，從而為共振隧穿量子效應(yīng)器件的制作以及對其他低維量子結(jié)構(gòu)中隧穿現(xiàn)象的研究奠定了重要的物理基礎(chǔ)。 在垂直超晶格方向的電子輸運研究中，微帶輸運占有重要的一席之地。1983年，Chomette等采用光學(xué)方法研究了微帶輸運。他們發(fā)現(xiàn)，用光在超晶格中激發(fā)電子和空穴后，能觀察到由單量子阱中電子與空穴的復(fù)合所產(chǎn)生的輻射，從而證明了在超晶格中存在著電子和空穴通過微帶的垂直輸運。而Belle等則研究了磁場平行于超晶格生長方向的光譜，發(fā)現(xiàn)由于電子能量在磁場下的量子化，微帶又分裂成一系列離散的量子化能級，這種磁光實驗間接證實了超晶格中微帶的存在。更進(jìn)一步，萬尼爾一斯塔克效應(yīng)是超晶格微帶效應(yīng)的又一個典型佐證。在垂直于界面的外電場作用下，超晶格的微帶波函數(shù)逐漸局域化。當(dāng)電場強(qiáng)度增加到一定程度時，微帶就分裂成一系列離散化的能級，即所謂的萬尼爾一斯塔克階梯。

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