Quantum Wells, Wires And Dots pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Harrison, P.

出品人:

页数:482

译者:

出版时间:

价格:180

装帧:HRD

isbn号码:9780470010792

丛书系列:

图书标签:

• Quantum Wells
• Quantum Wires
• Quantum Dots
• Nanostructures
• Semiconductor Physics
• Condensed Matter Physics
• Quantum Mechanics
• Nanotechnology
• Materials Science
• Device Physics

好的，这是一本关于量子阱、量子线和量子点的技术书籍的简介，完全不包含您提到的书的任何内容，且力求详实、专业。 --- 书名：《半导体异质结中的能带工程与界面物理》 内容概述： 《半导体异质结中的能带工程与界面物理》深入探讨了构建和理解现代半导体器件核心——异质结结构——所必需的理论基础、实验技术以及材料科学前沿。本书旨在为从事半导体物理、器件设计和材料合成的研究人员和高级学生提供一个全面而深入的参考框架。全书结构清晰，从基础的固体物理概念出发，逐步过渡到复杂的界面现象和实际应用，力求在理论深度与工程实用性之间取得完美平衡。 第一部分：基础理论框架 本书的开篇（第1章至第3章）奠定了理解异质结物理所需的理论基石。 第1章：晶体结构与电子态基础 本章首先回顾了晶格动力学、布洛赫定理以及电子在周期势场中的行为。重点阐述了有效质量近似的适用范围及其局限性，并引入了基于紧束缚模型（Tight-Binding Model）对特定晶体结构的能带结构进行快速估算的实用方法。此外，详细分析了晶格常数失配对晶格应变场的形成机制，以及应变如何系统性地改变电子和空穴的有效质量和能带边缘。 第2章：半导体能带理论进阶 本章聚焦于半导体能带的精确计算方法。详细介绍了基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算技术，特别是在处理重元素和复杂氧化物体系时的挑战与解决方案。核心内容包括杂化泛函（如HSE06）在预测准确带隙方面的优势，以及有效质量张量的计算方法。同时，深入探讨了载流子有效质量在不同晶向上的依赖性，为后续的输运模型建立提供精确参数。 第3章：界面热力学与能带对准 界面是异质结的物理核心。本章系统梳理了界面热力学的基本原理，包括表面能、界面能的最小化原则。重点讨论了构建高质量界面的关键——能带对准模型。详细比较了肖特基-莫特（Schottky-Mott）模型、泰勒（Tewelde-Taylor）模型以及更现代的电子等效性模型（Linear-Bargreen-Phillips Model）在预测不同材料体系（如III-V族、II-VI族及其与金属氧化物的界面）异质结能带弯曲和内建电场时的适用性。 第二部分：异质结结构与输运现象 第二部分（第4章至第7章）转向分析异质结结构形成的物理后果以及载流子的输运特性。 第4章：应变工程与能带结构调制 详细讨论了如何通过外延生长技术（如分子束外延MOCVD或MBE）精确控制应变状态。本章的核心是应变对能带结构的定量影响分析，特别是应变导致的价带分裂（Valence Band Splitting）在光学性能中的体现。通过分析多层应变结构（如多量子阱的应力-应变分布），阐述了应变工程在优化激光器和探测器性能中的作用。 第5章：界面缺陷与载流子散射机制 高质量的异质结界面不可避免地存在缺陷（如位错、界面态）。本章深入分析了这些缺陷对载流子输运和寿命的影响。详细介绍了界面态密度（Interface Density of States）的表征方法（如DLTS、Admittance Spectroscopy），并建立了界面散射机制的理论模型，包括界面粗糙度散射、界面声子散射以及由界面电荷引起的空间电荷区散射。 第6章：空间电荷区与漂移扩散理论 本章的核心在于理解异质结中内建电场对载流子运动的控制作用。详细推导了在不同偏压和温度下，空间电荷区（Depletion Region）的宽度和电场强度的分布方程。基于此，系统阐述了漂移-扩散模型在描述异质结构中电流传输机制（如双极传输、隧道效应）时的修正和应用。 第7章：界面电子耦合与耦合模式 分析了不同材料体系中电子态的耦合强度。针对紧密耦合体系（如I型/II型界面），探讨了界面电子的波函数重叠，以及如何利用强耦合实现载流子的垂直或横向转移。本章还引入了界面极化效应，解释了氮化物半导体中自发极化和压电极化如何产生巨大的内建电场，并对载流子的二维化起到决定性作用。 第三部分：先进异质结的表征与应用实例 第三部分（第8章至第10章）聚焦于尖端的实验表征技术，并将理论知识应用于实际器件设计。 第8章：先进表征技术：光谱与输运测量 全面介绍了用于探测异质结结构和界面物理的关键实验手段。包括高分辨透射电子显微镜（HRTEM）在界面结构分析中的应用；光致发光（PL）和吸收光谱在能级和缺陷分析中的作用；以及关键的电学表征，如库仑-阻塞谱（Coulomb Blockade Spectroscopy）和光电流瞬态谱（PICTS）如何揭示界面陷阱的能级和寿命。 第9章：多组分半导体与复杂异质结构 本章探讨了涉及三种或更多组分材料的复杂异质结，如梯度组分材料和超晶格结构。重点分析了梯度组分材料中，载流子如何“看到”一个连续的、虚拟的能带结构，这在高效太阳能电池中的应用。同时，深入解析了超晶格结构中的布洛赫电子态及其对有效质量和光学吸收边带来的调制效应。 第10章：异质结在高性能器件中的应用案例 最后，本书将理论和技术应用于实际器件。详细分析了基于异质结的霍尔效应器件的物理原理，如何通过界面工程实现高迁移率二维电子气（2DEG）。此外，还探讨了异质结在光电子器件（如高性能LED和光电探测器）中的优化策略，特别是如何利用界面钝化技术来抑制复合损耗，从而大幅提高器件的外部量子效率。 目标读者： 本书适合于对半导体物理、材料科学、微纳电子学有深入研究兴趣的研究生、博士后研究人员，以及在半导体产业中从事外延生长、器件设计与工艺开发的高级工程师。要求读者具备扎实的固体物理和半导体器件基础知识。

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