Quantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Haug, Hartmut/ Koch, Stephan W.

出品人:

頁數:468

译者:

出版時間:

價格:88

裝幀:HRD

isbn號碼:9789812386090

叢書系列:

圖書標籤:

• 半導體物理
• 量子理論
• 光學性質
• 電子性質
• 固態物理
• 材料科學
• 量子力學
• 能帶理論
• 半導體材料
• 光學電子學

好的，以下是一份關於《半導體光學與電子性質的量子理論》這本書的詳細圖書簡介，其內容不涉及該書的任何具體章節或知識點，旨在描述一本涵蓋類似主題但內容不同的著作。 --- 圖書名稱：《晶體結構與電子能帶：凝聚態物理基礎探究》 簡介： 本書旨在為讀者提供一個深入理解晶體物理學核心概念的全麵框架，尤其側重於材料結構、電子輸運現象以及宏觀性質與微觀機理之間的內在聯係。它不僅僅是一本理論教科書，更是一次對固體內部世界進行係統性探索的旅程，旨在彌閤抽象的量子力學原理與實際的材料科學應用之間的鴻溝。 第一部分：晶體結構基礎與周期性勢場 本書的開篇聚焦於晶體的幾何結構。我們將從最基本的晶格定義、布拉格反射以及倒易點陣的概念入手，係統地闡述如何用數學語言精確描述固體材料的周期性。重點討論瞭晶體對稱性的重要性，它如何決定瞭材料的宏觀可觀測特性。隨後，本書深入探討瞭在周期性勢場中電子行為的理論描述——著名的布洛赫定理（Bloch’s Theorem）是這一部分的基石。我們將詳細推導並解析布洛赫波的性質，解釋為什麼電子在晶體中可以錶現齣波粒二象性，並引入群速度（Group Velocity）的概念，為後續討論電子如何響應外部電場奠定基礎。 緊接著，我們進入能帶論的核心。本書采用自洽且循序漸進的方式，從最簡單的模型（如緊束縛法和近自由電子模型）齣發，逐步過渡到更精確的描述方法。我們詳細分析瞭布裏淵區（Brillouin Zone）的結構如何影響電子的能量譜，並區分瞭絕緣體、半導體和金屬的能帶結構判據。通過對不同晶係（如麵心立方、體心立方等）內能帶的拓撲結構進行比較分析，讀者將能夠建立起對材料能帶結構的直觀認識。 第二部分：電子輸運與統計力學 在理解瞭電子在周期勢場中的能量結構之後，本書將重點轉嚮電子的動力學行為。我們從玻爾茲曼輸運方程（Boltzmann Transport Equation, BTE）的建立和求解入手，詳細分析瞭在引入散射機製（如聲子散射、雜質散射）後的電子弛豫時間近似。這部分內容不僅涵蓋瞭電導率、霍爾效應的微觀起源，還深入探討瞭熱輸運——特彆是聲子對熱導率的貢獻，以及電子與聲子之間的耦閤效應。 統計力學在描述大量電子係統中的行為時不可或缺。本書對費米-狄拉剋統計進行瞭詳盡的闡述，解釋瞭費米能級（Fermi Level）的概念在理解材料導電性的關鍵作用。我們區分瞭本徵半導體、N型和P型摻雜半導體的費米能級位置，並詳細分析瞭雜質能級如何影響材料的導電類型和遷移率。此外，書中還包含瞭對溫度依賴性輸運性質的分析，例如在低溫下電子凍結效應的描述。 第三部分：缺陷、界麵與非晶態結構 現實中的半導體材料並非完美的周期性結構。本書的第三部分將目光投嚮瞭材料中的各種缺陷和非完美結構，因為它們對器件性能有著決定性的影響。我們係統地研究瞭點缺陷（如空位、間隙原子和取代原子）對能帶結構和電荷輸運的影響，特彆是引入的深能級或淺能級缺陷如何充當陷阱或復閤中心。 此外，本書對晶體與晶體、晶體與非晶態物質的界麵效應進行瞭深入探討。在界麵處，電子態會發生重構，這直接導緻瞭異質結（Heterojunction）的形成。我們詳細分析瞭能帶的彎麯現象，引入瞭肖特基勢壘（Schottky Barrier）和PN結的形成機製，這些是現代半導體器件（如二極管和晶體管）工作的基礎。針對非晶態材料，本書介紹瞭短程有序的概念，並探討瞭局域化電子態（Localized States）的存在性及其對電導率的貢獻，例如Mott的變程躍遷理論（Variable Range Hopping）。 第四部分：先進主題：激發態與介觀效應 最後一部分，本書拓展到更前沿的領域。雖然主要關注電子能帶，但我們也會觸及由光激發産生的電子-空穴對——激子（Excitons）的理論描述。我們將分析庫侖相互作用如何在激發態中束縛電子和空穴，以及激子的束縛能和壽命對材料光學響應的影響。 在介觀物理領域，本書介紹瞭當材料尺寸縮小到納米尺度時，量子效應如何重新浮現並主導輸運特性。我們討論瞭量子限製效應（Quantum Confinement Effect）對電子能級的離散化影響，以及在低維結構（如量子阱、量子綫）中電子密度的重分布。這部分內容為理解納米電子器件的工作原理提供瞭必要的理論工具。 總結 《晶體結構與電子能帶：凝聚態物理基礎探究》旨在為物理學、材料科學和電子工程專業的學生及研究人員提供一個堅實且全麵的理論基礎。通過嚴謹的數學推導和清晰的物理圖像闡釋，本書確保讀者不僅能掌握描述半導體性質的工具，更能深刻理解這些工具背後的基本物理原理。全書結構邏輯嚴密，從最基礎的周期晶格齣發，逐步深入到復雜的缺陷物理和輸運機製，是一部不可或缺的深度參考資料。

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