異質(zhì)結(jié)原理與器件

前言

　　基于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光電子器件涉及信息、材料、能源領(lǐng)域，有著極強(qiáng)的應(yīng)用背景，日益受到人們重視并獲得快速發(fā)展?！　≡缭?957年，H.Kroemer就預(yù)言異質(zhì)結(jié)有著比同質(zhì)結(jié)更高的注入效率，同時(shí)對(duì)異質(zhì)結(jié)在太陽能電池中的應(yīng)用提出了許多設(shè)想。1960年R.L Anderson第一次制成高質(zhì)量的異質(zhì)結(jié)，并提出系統(tǒng)的理論模型和能帶圖。1963年Z.I.Alferov和H.Kroemer各自獨(dú)立地提出基于異質(zhì)結(jié)的激光器的概念，指出利用異質(zhì)結(jié)的超注入特性實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的可行性，并且特別指出同質(zhì)結(jié)激光器不可能在室溫下連續(xù)工作。經(jīng)過堅(jiān)持不懈的努力，1969年異質(zhì)結(jié)激光器終于實(shí)現(xiàn)室溫連續(xù)工作， 這項(xiàng)工作建立了現(xiàn)代光電子學(xué)的基礎(chǔ)。H.Kroemer和Z.I.Alferov因發(fā)明異質(zhì)結(jié)晶體管和激光二極管所作出的奠基性貢獻(xiàn)，獲得了2000年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。　　作者長期從事半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光電子器件的理論和實(shí)驗(yàn)研究工作，近20年來在清華大學(xué)電子工程系先后講授“固體物理”、“半導(dǎo)體物理”、“半導(dǎo)體光電子學(xué)”，積累了豐富的原始資料和寶貴經(jīng)驗(yàn)。本書是作者從事教學(xué)和科研工作成果的總結(jié)、提高和系統(tǒng)化，本書在編寫過程中，參考、借鑒了B.L.Sharma，R.K.Purohit的《Semiconductor Heterojunctions》和虞麗生教授的《半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)物理》等有關(guān)異質(zhì)結(jié)的專著及相關(guān)文獻(xiàn)。本書側(cè)重于光電子器件的工作原理、特性、異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及制備工藝方法。作者在編著本書的過程中，試圖反映這一領(lǐng)域的新材料、新技術(shù)和新器件的發(fā)展趨勢(shì)和研究成果。在介紹這些內(nèi)容時(shí)，不是簡(jiǎn)單地羅列取得的最新進(jìn)展，而是盡量講述它們的物理內(nèi)涵，使讀者了解這些內(nèi)容后有能力自己去接受、理解和創(chuàng)造日新月異的新成果，為即將進(jìn)入該領(lǐng)域的科研人員提供知識(shí)平臺(tái)。本書在內(nèi)容編排上也利于普通讀者概括性地了解該領(lǐng)域的發(fā)展歷程?！　≡诰幹凶髡吡η笊钊霚\出，圖文并茂，內(nèi)容翔實(shí)，在有限篇幅內(nèi)，為讀者鋪墊必要的異質(zhì)結(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)，盡量減少繁冗的公式推導(dǎo)。全書共14章，其中第1～6章、第8～9章由孫成城編寫，第7章、第10～14章由江劍平編寫，鄧穎參與了資料翻譯和書稿校對(duì)工作，全書由孫成城統(tǒng)稿。內(nèi)容包括：異質(zhì)結(jié)基本概念、異質(zhì)結(jié)電學(xué)特性、異質(zhì)結(jié)能帶圖、異質(zhì)結(jié)光電特性、異質(zhì)結(jié)制備、位錯(cuò)與彈性應(yīng)變、寬帶隙半導(dǎo)體材料、異質(zhì)結(jié)激光器、超晶格與多量子阱、半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體光檢測(cè)器、Ⅳ族元素合金應(yīng)變異質(zhì)結(jié)、半導(dǎo)體太陽能電池和梯度帶隙半導(dǎo)體?！　”緯鴮?duì)于從事半導(dǎo)體光電子器件的研究、開發(fā)和生產(chǎn)人員具有應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也可作為高等院校本科生和研究生的教學(xué)參考書。

內(nèi)容概要

本書簡(jiǎn)要介紹了異質(zhì)結(jié)的基本概念和基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)論述了光電子器件的工作原理和模型、異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料及制備工藝方法。全書共14章，內(nèi)容包括：異質(zhì)結(jié)基本概念、異質(zhì)結(jié)電學(xué)特性、異質(zhì)結(jié)能帶圖、異質(zhì)結(jié)光電特性、異質(zhì)結(jié)制備、位錯(cuò)與彈性應(yīng)變、寬帶隙半導(dǎo)體材料、異質(zhì)結(jié)激光器、超晶格與多量子阱、半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體光檢測(cè)器、Ⅳ族元素合金應(yīng)變異質(zhì)結(jié)、半導(dǎo)體太陽能電池和梯度帶隙半導(dǎo)體。　　本書深入淺出，圖文并茂，內(nèi)容翔實(shí)，對(duì)于從事半導(dǎo)體光電子器件的研究、開發(fā)和生產(chǎn)人員有很高的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也可作為高等院校本科生和研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章 異質(zhì)結(jié)基本概念 　1.1 異質(zhì)結(jié)基本概念 　1.2 異質(zhì)結(jié)基本關(guān)系式 　1.3 能帶帶階的交換性和傳遞性 　1.4 反型異質(zhì)結(jié)的主要公式 　1.5 同型異質(zhì)結(jié)的主要公式 第2章 異質(zhì)結(jié)電學(xué)特性 　2.1 突變反型異質(zhì)結(jié) 　2.1.1 影響尖峰勢(shì)壘高度的因素 　2.1.2 擴(kuò)散模型 　2.1.3 發(fā)射模型 　2.1.4 簡(jiǎn)單隧道模型 　2.1.5 界面復(fù)合模型 　2.1.6 隧道復(fù)合模型 　2.2 反型異質(zhì)結(jié)的注入特性 　2.2.1 高注入特性 　2.2.2 超注入特性 　2.3 突變同型異質(zhì)結(jié) 　2.3.1 發(fā)射模型 　2.3.2 擴(kuò)散模型 　2.3.3 雙Schottky二極管模型 　2.4 突變異質(zhì)結(jié)電容和電壓特性 　2.4.1 突變反型異質(zhì)結(jié) 　2.4.2 突變同型異質(zhì)結(jié) 第3章 異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.1 突變反型異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.1.1 pN異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.1.2 nP異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.2 突變同型異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.2.1 nN異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.2.2 pP異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.3 受界面態(tài)影響的能帶圖 　3.3.1 pN異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.3.2 nP異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.3.3 nN異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.3.4 pP異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.4 緩變異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.4.1 pN異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.4.2 nP異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.4.3 nN異質(zhì)結(jié)能帶圖 　3.4.4 pP異質(zhì)結(jié)能帶圖 第4章 異質(zhì)結(jié)光電特性 　4.1 反型異質(zhì)結(jié)光電特性 　4.1.1 垂直入射異質(zhì)結(jié) 　4.1.2 平行入射異質(zhì)結(jié) 　4.2 同型異質(zhì)結(jié)光電特性 　4.2.1 垂直入射異質(zhì)結(jié) 　4.2.2 平行入射異質(zhì)結(jié) 　4.3 發(fā)光輻射躍遷 第5章 異質(zhì)結(jié)制備 　5.1 晶體結(jié)構(gòu) 　5.1.1 金剛石結(jié)構(gòu) 　5.1.2 閃鋅礦結(jié)構(gòu) 　5.1.3 纖鋅礦結(jié)構(gòu) 　5.1.4 氯化鈉結(jié)構(gòu) 　5.2 基本考慮 　5.2.1 晶格失配 　5.2.2 熱失配 　5.2.3 內(nèi)擴(kuò)散 　5.3 制備方法 　5.3.1 液相外延（LPE） 　5.3.2 金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積（MOCVD） 　5.3.3 分子束外延（MBE） 　5.3.4 化學(xué)束外延（CBE） 第6章 位錯(cuò)與彈性應(yīng)變 　6.1 位錯(cuò)的概念 　6.1.1 位錯(cuò)概念的提出 　6.1.2 刃型位錯(cuò) 　6.1.3 Burgers矢量 　6.1.4 螺型位錯(cuò) 　6.1.5 混合型位錯(cuò) 　6.1.6 位錯(cuò)密度 　6.2 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 　6.2.1 位錯(cuò)的滑移 　6.2.2 位錯(cuò)的攀移 　6.3 位錯(cuò)的彈性應(yīng)變和應(yīng)力 　6.3.1 應(yīng)力和應(yīng)變分量 　6.3.2 位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 　6.3.3 位錯(cuò)的彈性應(yīng)變能 　6.3.4 作用在位錯(cuò)上的力 　6.3.5 位錯(cuò)的線張力 　6.3.6 兩平行位錯(cuò)間的相互作用 　6.4 實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)的位錯(cuò) 　6.4.1 實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)的單位位錯(cuò) 　6.4.2 堆垛層錯(cuò) 　6.4.3 不全位錯(cuò) 　6.4.4 位錯(cuò)反應(yīng)及擴(kuò)展位錯(cuò) 　6.4.5 Thompson四面體及記號(hào) 　6.5 位錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè) 第7章 寬帶隙半導(dǎo)體材料 　7.1 SiC半導(dǎo)體 　7.1.1 SiC的同質(zhì)多型結(jié)構(gòu) 　7.1.2 SiC的薄層外延 　7.1.3 SiC的摻雜 　7.1.4 SiC的氧化 　7.1.5 SiC的刻蝕 　7.1.6 SiC的歐姆接觸 　7.2 Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體 　7.2.1 GaN、AlN和InN的基本性質(zhì) 　7.2.2 Ⅲ族氮化物的能帶結(jié)構(gòu) 　7.2.3 Ⅲ族氮化物的三元、四元合金 　7.2.4 Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體的極化效應(yīng) 　7.2.5 Ⅲ族氮化物薄層的外延生長 　7.2.6 外延生長Ⅲ族氮化物所用的襯底 　7.2.7 Ⅲ族氮化物的MOCVD生長 　7.2.8 Ⅲ族氮化物的MBE生長 　7.2.9 緩沖層的生長 　7.2.10 Ⅲ族氮化物的缺陷與摻雜 　7.2.11 Ⅲ族氮化物的歐姆接觸 　7.2.12 Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié) 　7.3 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體 　7.3.1 ZnSe化合物半導(dǎo)體 　7.3.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物的點(diǎn)缺陷與自補(bǔ)償現(xiàn)象 第8章 異質(zhì)結(jié)激光器 　8.1 異質(zhì)結(jié)在激光器中的主要作用 　8.1.1 異質(zhì)結(jié)的超注入效應(yīng) 　8.1.2 異質(zhì)結(jié)對(duì)載流子的限制作用 　8.1.3 異質(zhì)結(jié)對(duì)光場(chǎng)的限制作用 　8.1.4 異質(zhì)結(jié)的布拉格反射作用 　8.1.5 異質(zhì)結(jié)的窗口效應(yīng) 　8.2 激光器的材料 　8.2.1 化合物半導(dǎo)體的波長范圍 　8.2.2 Ⅲ-Ⅴ族二元化合物 　8.2.3 Ⅲ-Ⅴ族三元化合物 　8.2.4 Ⅲ-Ⅴ族四元化合物 　8.2.5 Ⅳ-Ⅵ族化合物 　8.3 激光器的模式和波導(dǎo) 　8.3.1 對(duì)稱三層介質(zhì)平板波導(dǎo) 　8.3.2 非對(duì)稱三層介質(zhì)平板波導(dǎo) 　8.3.3 光強(qiáng)分布和限制因子 　8.3.4 波導(dǎo)機(jī)理分類 　8.3.5 在損耗(增益)介質(zhì)中的傳播 　8.3.6 縱向模式 　8.3.7 模式在端面上的反射率 　8.4 激光器的結(jié)構(gòu) 　8.4.1 激光器條形結(jié)構(gòu) 　8.4.2 增益波導(dǎo)激光器 　8.4.3 折射率波導(dǎo)激光器 　8.4.4 紅光半導(dǎo)體激光器 　8.4.5 藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器 　8.4.6 紅外半導(dǎo)體激光器 　8.4.7 垂直腔面發(fā)射激光器 　8.5 激光器的可靠性 　8.5.1 晶體缺陷的影響 　8.5.2 腔面損傷退化 　8.5.3 歐姆接觸退化和焊料變質(zhì) 　8.5.4 InGaAsP/InP與GaAlAs/GaAs激光器退化因素的差別 　8.5.5 可靠性保證和加速壽命試驗(yàn) 第9章 超晶格與多量子阱 　9.1 基本概念 　9.1.1 組分超晶格 　9.1.2 摻雜超晶格 　9.1.3 應(yīng)變超晶格 　9.2 量子阱和超晶格的電子狀態(tài) 　9.2.1 單量子阱中的電子狀態(tài) 　9.2.2 二維電子氣的態(tài)密度 　9.2.3 量子阱中載流子濃度的能量分布 　9.2.4 超晶格中的電子狀態(tài) 　9.2.5 超晶格中電子的態(tài)密度 　9.2.6 超晶格中布里淵區(qū)的折疊 　9.3 量子阱和超晶格的光學(xué)特性 　9.3.1 量子阱中的躍遷選擇定則 　9.3.2 量子阱中的激子效應(yīng) 　9.3.3 超晶格的吸收光譜特性 　9.3.4 超晶格結(jié)構(gòu)的折射率譜 　9.3.5 單原子層超晶格的光學(xué)特性 　9.4 量子阱激光器 　9.4.1 量子阱激光器的結(jié)構(gòu) 　9.4.2 量子阱中載流子的收集與復(fù)合 　9.4.3 注入電流與增益 　9.4.4 增益與量子阱寬度的關(guān)系 　9.4.5 量子阱激光器的基本特性 　9.5 應(yīng)變量子阱激光器 　9.5.1 應(yīng)變量子阱的能帶結(jié)構(gòu) 　9.5.2 應(yīng)變量子阱激光器的增益特性 　9.5.3 應(yīng)變量子阱激光器 　9.6 新型量子阱激光器 　9.6.1 低維超晶格-量子線、量子點(diǎn)激光器 　9.6.2 量子級(jí)聯(lián)激光器 第10章 半導(dǎo)體發(fā)光二極管 　10.1 半導(dǎo)體LED的工作原理 　10.1.1 電子-空穴對(duì)的輻射復(fù)合 　10.1.2 半導(dǎo)體內(nèi)的非輻射復(fù)合 　10.1.3 半導(dǎo)體表面的非輻射復(fù)合 　10.2 半導(dǎo)體LED的基本結(jié)構(gòu) 　10.2.1 同質(zhì)結(jié)構(gòu) 　10.2.2 異質(zhì)結(jié)構(gòu) 　10.3 LED的電學(xué)特性 　10.3.1 電流-電壓特性 　10.3.2 異質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)LED的電學(xué)特性的影響 　10.3.3 二極管電壓及溫度對(duì)電學(xué)特性的影響 　10.3.4 LED的調(diào)制特性 　10.4 半導(dǎo)體LED的光學(xué)性質(zhì) 　10.4.1 LED中的輻射躍遷（復(fù)合) 　10.4.2 P-I特性和不同定義下的光發(fā)射效率 　10.4.3 溫度對(duì)P-I特性的影響 　10.4.4 LED的發(fā)射光譜 　10.4.5 LED發(fā)射光的逸出錐 　10.4.6 朗伯特（Lambertian)發(fā)射圖 　10.5 提高LED內(nèi)量子效率的措施 　10.5.1 采用晶格匹配的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu) 　10.5.2 選取適當(dāng)?shù)挠性磪^(qū)摻雜濃度 　10.5.3 選取適當(dāng)?shù)南拗茖訐诫s濃度 　10.5.4 控制pn結(jié)偏移的影響 　10.5.5 降低非輻射復(fù)合的影響 　10.6 提高LED光逸出效率的措施 　10.6.1 采用雙異質(zhì)結(jié)構(gòu) 　10.6.2 LED管芯形狀的選擇 　10.6.3 采用電流擴(kuò)展層 　10.6.4 采用電流阻擋（blocking)層 　10.6.5 接觸電極形狀和尺寸的選擇 　10.6.6 采用透明襯底工藝 　10.6.7 采用抗反射光學(xué)膜 　10.6.8 反射接觸和透明接觸 　10.6.9 倒裝結(jié)構(gòu) 　10.6.10 采用環(huán)氧樹脂圓拱封裝 　10.6.11 采用分布布拉格反射器（DBR) 　10.7 不同材料系的LED 　10.7.1 GaAsP、GaAsP:N材料系LED 　10.7.2 AlGaInP/GaAs材料系LED 　10.7.3 GaInN/GaN材料系LED 　10.7.4 AlGaAs/GaAs材料系LED 　10.8 高亮度LED 　10.8.1 高亮度LED的光學(xué)性能 　10.8.2 高亮度LED的電學(xué)性能 　10.9 白光LED 　10.9.1 利用LED產(chǎn)生白光的方法 　10.9.2 產(chǎn)生白光用的波長轉(zhuǎn)換材料 　10.9.3 幾種不同材料和結(jié)構(gòu)的白光LED 　10.10 有諧振腔的發(fā)光二極管（RCLED) 　10.10.1 概述 　10.10.2 RCLED的設(shè)計(jì)考慮 　10.10.3 發(fā)射波長為930nm的RCLED 　10.10.4 發(fā)射波長為650nm的RCLED 　10.10.5 大面積光子再利用LED 　10.11 光通信用的LED 　10.11.1 自由空間光通信用的LED 　10.11.2 光纖通信用的LED 　10.12 邊發(fā)射超輻射LED 第11章 半導(dǎo)體光檢測(cè)器 　11.1 半導(dǎo)體光檢測(cè)器的基本參數(shù) 　11.1.1 量子效率η和響應(yīng)度R 　11.1.2 暗電流和噪聲 　11.1.3 響應(yīng)速度 　11.2 半導(dǎo)體光電導(dǎo)型光檢測(cè)器 　11.2.1 光電導(dǎo)型光檢測(cè)器的工作原理 　11.2.2 光電導(dǎo)型光檢測(cè)器的內(nèi)部增益 　11.2.3 光電導(dǎo)型光檢測(cè)器的增益和帶寬 　11.2.4 光電導(dǎo)型光檢測(cè)器中的噪聲 　11.2.5 n-i-p-i超晶格光電導(dǎo)型光檢測(cè)器 　11.3 pn結(jié)光電二極管 　11.4 pin光電二極管 　11.4.1 pin結(jié)構(gòu)和i層 　11.4.2 pin光電二極管的電流-電壓特性 　11.4.3 外量子效率和內(nèi)量子效率 　11.4.4 頻率響應(yīng) 　11.4.5 噪聲和信噪比 　11.4.6 異質(zhì)結(jié)和波導(dǎo)型pin光電二極管 　11.5 雪崩光電二極管（APD) 　11.5.1 APD的工作原理與結(jié)構(gòu) 　11.5.2 碰撞離化和離化系數(shù) 　11.5.3 雪崩倍增因子 　11.5.4 雪崩倍增和光電流-電壓特性 　11.5.5 器件的雪崩擊穿 　11.5.6 頻率響應(yīng) 　11.5.7 APD的噪聲和信噪比 　11.5.8 幾種APD的實(shí)例 　11.5.9 新型、高性能APD 　11.6 特殊光電檢測(cè)器 　11.6.1 光晶體管 　11.6.2 調(diào)制勢(shì)壘光電二極管 　11.6.3 具有波長選擇性的檢測(cè)器 　11.6.4 諧振腔增強(qiáng)型光探測(cè)器 　11.7 量子結(jié)構(gòu)紅外光探測(cè)器 　11.7.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體量子阱內(nèi)的子帶間躍遷的長波長紅外探測(cè)器 　11.7.2 量子阱光電探測(cè)器的性能 　11.7.3 InAs/Ga1-xInxSb離隙型應(yīng)變超晶格紅外探測(cè)器 　11.7.4 Si/Si1-xGex量子阱紅外探測(cè)器 　11.7.5 量子點(diǎn)紅外探測(cè)器 第12章 Ⅳ族元素合金應(yīng)變異質(zhì)結(jié) 　12.1 引言 　12.2 應(yīng)變Si1-xGex/Si的基本性質(zhì) 　12.2.1 應(yīng)變Si1-xGex層內(nèi)的應(yīng)力 　12.2.2 Si1-xGex應(yīng)變層的臨界厚度 　12.2.3 Si1-xGex/Si應(yīng)變超晶格的應(yīng)變特性 　12.3 Si1-xGex/Si異質(zhì)結(jié)的電子學(xué)性質(zhì) 　12.3.1 Si1-xGex應(yīng)變層的帶隙和能帶結(jié)構(gòu) 　12.3.2 Si1-xGex/Si異質(zhì)結(jié)的能帶排列和能帶帶階 　12.3.3 SiGe的散射機(jī)制和載流子遷移率 　12.4 Si1-xGex應(yīng)變層的外延生長 　12.4.1 Si1-xGex薄層生長 　12.4.2 Ge的摻入和陡峭性 　12.4.3 含C的Si1-xGex的生長 　12.5 Si1-xGex薄層生長技術(shù) 　12.5.1 分子束外延(MBE) 　12.5.2 化學(xué)氣相沉積（CVD） 　12.5.3 固相外延(SPE) 　12.6 SiGe合金層的摻雜 　12.6.1 MBE生長中的摻雜 　12.6.2 CVD生長時(shí)的摻雜 　12.7 Si1-xGex的金屬歐姆接觸 　12.7.1 SiGe合金的歐姆接觸 　12.7.2 Al-SiGe、Ti-SiGe歐姆接觸 　12.7.3 SiGeC、GeC和SiC的金屬接觸 　12.8 Ⅳ族元素二元、三元合金的生長 　12.8.1 Si1-xGex合金的生長 　12.8.2 Si1-yCy合金層生長 　12.8.3 Si1-x-yGexCy三元合金的生長 　12.8.4 弛豫SiGe上應(yīng)變Si的生長 　12.8.5 α-SiGe:H的生長 　12.8.6 Ge1-yCy和有關(guān)合金生長 　12.8.7 多晶SiGe薄膜的生長 　12.9 Si1-xGex/Si異質(zhì)結(jié)的光電子學(xué)應(yīng)用 　12.9.1 基本原理 　12.9.2 Si1-xGex的折射率 　12.9.3 Si1-xGex合金光電探測(cè)器 　12.9.4 量子阱光電二極管 　12.9.5 Si1-xGex發(fā)光二極管 　12.9.6 Si1-xGex合金的無源光子器件 第13章 半導(dǎo)體太陽能電池 　13.1 前言 　13.2 太陽光譜與太陽常數(shù) 　13.2.1 太陽光譜 　13.2.2 太陽常數(shù)（大氣質(zhì)量數(shù)） 　13.3 同質(zhì)結(jié)太陽能電池 　13.3.1 同質(zhì)結(jié)太陽能電池的基本原理 　13.3.2 n/p型和p/n型兩種結(jié)構(gòu)的比較 　13.3.3 太陽能電池的伏安特性 　13.4 太陽能電池的性能參數(shù) 　13.5 太陽能電池的材料選擇和設(shè)計(jì)考慮 　13.5.1 太陽能電池的材料選擇 　13.5.2 太陽能電池的設(shè)計(jì)考慮 　13.5.3 實(shí)際效率的損失及補(bǔ)救措施 　13.6 異質(zhì)結(jié)太陽能電池 　13.7 級(jí)聯(lián)（多帶隙結(jié)）太陽能電池 　13.7.1 級(jí)聯(lián)太陽能電池的基本原理 　13.7.2 級(jí)聯(lián)太陽能電池的連接結(jié)構(gòu) 　13.7.3 級(jí)聯(lián)太陽能電池的效率 　13.7.4 級(jí)聯(lián)太陽能電池的材料 　13.8 量子阱太陽能電池 　13.8.1 量子阱太陽能電池的設(shè)計(jì)、材料和工藝 　13.8.2 量子阱太陽能電池的性能 　13.8.3 量子阱太陽能電池的電流-電壓特性 　13.9 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體和無定型Si薄膜太陽能電池 　13.9.1 概述 　13.9.2 Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體薄膜太陽能電池 　13.9.3 黃Cu礦半導(dǎo)體薄膜太陽能電池 　13.9.4 無定型Si薄膜太陽能電池 　13.10 帶聚光器的太陽能電池 　13.10.1 太陽光聚光器 　13.10.2 太陽光聚光器的類型 第14章 梯度帶隙半導(dǎo)體 　14.1 引言 　14.2 梯度帶隙半導(dǎo)體中的準(zhǔn)電場(chǎng)和準(zhǔn)磁場(chǎng) 　14.2.1 梯度帶隙半導(dǎo)體中的準(zhǔn)電場(chǎng) 　14.2.2 梯度帶隙半導(dǎo)體中的準(zhǔn)磁場(chǎng) 　14.3 梯度帶隙半導(dǎo)體的物理特征 　14.3.1 梯度帶隙半導(dǎo)體的能帶圖 　14.3.2 梯度帶隙半導(dǎo)體的等效態(tài)密度和載流子濃度 　14.3.3 梯度帶隙半導(dǎo)體中載流子的擴(kuò)散與漂移 　14.3.4 梯度帶隙半導(dǎo)體中非平衡載流子的輸運(yùn) 　14.3.5 梯度帶隙半導(dǎo)體中的雜質(zhì)態(tài) 　14.4 梯度帶隙半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì) 　14.4.1 梯度帶隙對(duì)吸收光譜的影響 　14.4.2 梯度帶隙半導(dǎo)體的光熒光特性 　14.4.3 梯度帶隙半導(dǎo)體中的再輻射和載流子輸運(yùn) 　14.4.4 梯度帶隙半導(dǎo)體的陰極熒光 　14.4.5 梯度帶隙半導(dǎo)體中ΔEg對(duì)光電導(dǎo)特性的影響 　14.4.6 梯度帶隙半導(dǎo)體pn結(jié)中的光電現(xiàn)象 　14.4.7 梯度帶隙半導(dǎo)體中的光電動(dòng)勢(shì) 　14.4.8 梯度帶隙半導(dǎo)體中的光電磁效應(yīng) 　14.5 梯度帶隙半導(dǎo)體中載流子注入的特點(diǎn) 　14.6 化合物半導(dǎo)體中不同能谷間的躍遷 　14.7 梯度帶隙半導(dǎo)體中的碰撞離化 　14.8 梯度帶隙半導(dǎo)體pn結(jié)的頻率特性 　14.9 梯度帶隙半導(dǎo)體器件舉例 　14.9.1 梯度帶隙半導(dǎo)體太陽能電池 　14.9.2 梯度帶隙雪崩光電二極管 　14.9.3 多層梯度帶隙結(jié)構(gòu)的碰撞雪崩離化光電二極管 　14.9.4 梯度帶隙半導(dǎo)體光發(fā)射器件 　14.9.5 梯度帶隙半導(dǎo)體像接收器 　14.9.6 梯度帶隙半導(dǎo)體晶體管 　14.9.7 梯度帶隙發(fā)射極的HBT 附錄A 基本物理常數(shù)表 附錄B 各種能量表達(dá)變換表 附錄C 慣用單位換算表 附錄D 英文縮略詞英漢對(duì)照表

章節(jié)摘錄

　　2.波長可調(diào)諧激光器半導(dǎo)體激光器的有源區(qū)也可以采用變帶隙半導(dǎo)體材料，這時(shí)采用改變泵浦（激勵(lì)）水平的辦法就可能控制波長。隨著激勵(lì)水平增加，非平衡載流子位移的等效長度增加，這就導(dǎo)致有源區(qū)厚度增加，輻射譜往長波方向擴(kuò)展，使得新的長波長模式能滿足增益閾值條件而形成振蕩。在足夠大的附加電場(chǎng)作用下，有源區(qū)充滿整個(gè)厚度，這就使軸向模數(shù)和泵浦閾值增加。隨著激勵(lì)水平增加到超過閾值，則可能發(fā)生不同模式輻射功率的再分配，這是由于在有源區(qū)窄帶隙部分的輻射復(fù)合增加了。這種激光器與眾不同的特點(diǎn)是在不均勻光學(xué)介質(zhì)中，模的光場(chǎng)僅被限制在折射率更低的一側(cè)，在折射率高的一側(cè)光被吸收，結(jié)果產(chǎn)生附加載流子濃度，這些載流子在有源層的窄帶隙區(qū)復(fù)合，導(dǎo)致低頻模的效率增加?！　∩鲜稣{(diào)諧激光器改變輻射波長的方法不是唯一的。利用變帶隙半導(dǎo)體在用電子束激勵(lì)或光泵浦的激光器中，將激光器的VE。方向垂直于激勵(lì)束也可以實(shí)現(xiàn)具有不同組分晶體的激勵(lì)區(qū)的調(diào)諧?！　?.高效率變帶隙發(fā)光二極管變帶隙半導(dǎo)體中的再輻射能使這種發(fā)光二極管的外量子輸出效率和電熒光弛豫時(shí)間增加，同時(shí)發(fā)光光譜向長波段擴(kuò)展。

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