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1 窄禁带半导体的红外光学性质及其应用&戴宁1

1.1 窄禁带半导体的基本特性概述4

1.1.1 电子态和基本能带结构5

1.1.2 结构特性8

1.1.3 晶体生长9

1.1.4 电学性质12

1.1.5 光学性质15

1.2 窄禁带半导体材料及其基本特性20

1.2.1 碲镉汞（Hg1-xCdxTe）20

1.2.2 锑化铟（InSb）、砷化铟（InAs）和铟砷锑（InAs1-xSbx）24

1.2.3 碲化铅（PbTe）、硒化铅（PbSe）、硫化铅（PbS）以及碲锡铅（Pb1-xSnxTe）26

1.2.4 异质结、量子阱、超晶格28

1.3 典型的红外光电器件原理及其应用29

1.3.1 红外探测器基本原理29

1.3.2 表征红外探测器性能的参数32

1.3.3 光导型红外探测器34

1.3.4 光伏型红外探测器36

1.3.5 量子阱红外探测器39

1.3.6 红外光源——红外发光器件和红外激光器40

参考文献43

2 特异介质中的群速度图像&蒋寻涯 李伟 刘征 林旭林 张小刚 梁子贤 姚培军47

2.1 引言49

2.2 双曲超界面：传输波与倏逝波之间转换的桥梁50

2.2.1 研究模型51

2.2.2 双曲色散关系与双曲界面上的波包压缩效应52

2.2.3 群速度图像分析双曲界面上光的反常现象53

2.2.4 动态数值实验及结果讨论54

2.3 利用倏逝波探测真空极化的方法56

2.3.1 研究模型57

2.3.2 弱损耗介质中倏逝波的相位变化和时间延迟58

2.3.3 强外电场下真空的极化及其折射率变化59

2.3.4 倏逝波探测真空极化：相位变化和时间延迟60

2.4 负折射率超透镜成像的时间相干增益61

2.4.1 研究模型62

2.4.2 超透镜成像中的非常规时间相干增益63

2.4.3 物理图像64

2.4.4 唯象理论65

2.5 色散隐身衣动态过程的物理图像和关键因素67

2.5.1 研究模型68

2.5.2 隐身动态过程的物理图像69

2.5.3 隐身弛豫时间的关键因素71

2.6 色散隐身衣的物理极限73

2.6.1 隐身衣的群速度分布与物理极限74

2.6.2 数值实验及结果讨论77

2.7 基于磁畴结构的单向光传输79

2.7.1 磁畴上光的单向群速度80

2.7.2 磁畴上光的局域化81

2.7.3 磁畴上光传播的抗无序82

2.7.4 基于磁畴结构单向模式的光分束器和偏转器83

2.8 光子晶体中类似子弹的光脉冲86

2.8.1 类似光子弹光脉冲的建立条件86

2.8.2 在光子晶体中建立类似光子弹的光脉冲87

2.8.3 数值实验验证88

2.8.4 高阶色散的影响88

2.9 小结90

参考文献91

3 光在金属基界面的传播特性研究&陈良尧 郑玉祥 王松有99

3.1 引言101

3.2 金属的自由电子气模型和光学常数101

3.3 光在金属基界面的折射特性106

3.3.1 正常折射特性106

3.3.2 有效折射率和折射角的计算107

3.3.3 金属基人工材料的负折射特性109

3.3.4 金属有效折射率和折射角的实验测量112

3.3.5 受折射率影响的光速可变机理118

3.4 表面等离子波对光在金属中传输特性的影响121

3.5 小结125

参考文献126

4 自旋电子材料的光动力学研究&赵海斌131

4.1 自旋磁矩动力学的理论描述134

4.1.1 Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程134

4.1.2 Landau-Lifshitz-Bloch（LLB）方程136

4.2 自旋动力学研究中的光学技术137

4.2.1 时间分辨磁光光谱137

4.2.2 时间分辨磁性二次谐波谱144

4.3 光致退磁及铁磁相变147

4.3.1 过渡族铁磁金属的超快退磁147

4.3.2 其他铁磁材料的光致退磁152

4.3.3 超快磁矩产生及铁磁相变153

4.4 光致自旋进动155

4.4.1 铁磁材料的一致自旋进动与自旋波155

4.4.2 亚（反）铁磁材料的自旋进动158

4.4.3 自旋进动激发机制160

4.5 光致自旋反转168

4.5.1 铁磁材料的自旋转向与反转168

4.5.2 亚铁磁材料的自旋反转170

4.6 界面自旋与反铁磁自旋动力学174

4.6.1 磁性二次谐波与铁磁金属表面和界面磁矩174

4.6.2 磁性二次谐波与反铁磁自旋动力学176

4.7 总结和展望177

参考文献179

5 低维氧化物结构中的光电物理研究&金奎娟 葛琛 吕惠宾 杨国桢185

5.1 引言187

5.2 钙钛矿氧化物188

5.2.1 晶体结构189

5.2.2 电子结构189

5.2.3 磁有序和电荷有序190

5.2.4 钙钛矿氧化物块材光电物理192

5.3 钙钛矿氧化物异质结的制备196

5.3.1 氧化物薄膜生长技术简介196

5.3.2 激光分子束外延技术198

5.3.3 反射式高能电子衍射技术200

5.3.4 衬底处理201

5.4 钙钛矿氧化物异质结构纵向光电效应202

5.4.1 光生载流子注入效应202

5.4.2 光生伏特效应204

5.4.3 纵向光电效应理论研究211

5.5 钙钛矿氧化物异质结横向光电效应218

5.5.1 横向光电效应的研究历史218

5.5.2 反常横向光电效应的发现219

5.5.3 横向光电效应的理论研究220

5.6 总结和展望225

参考文献227

6 金属超构材料中光波的磁响应与强耦合效应&刘辉 祝世宁239

6.1 背景介绍241

6.2 磁共振分子244

6.2.1 等离激元耦合效应244

6.2.2 磁共振分子耦合杂化244

6.2.3 立体磁共振超构分子246

6.2.4 磁共振分子的旋光247

6.2.5 磁共振分子的辐射特性248

6.2.6 其他磁共振分子的设计249

6.3 一维磁振子链250

6.3.1 周期磁振子链250

6.3.2 非周期梯度磁振子链256

6.3.3 磁振子的非线性与量子光学特性257

6.4 磁等离激元晶体259

6.4.1 二维金属渔网磁共振结构259

6.4.2 二维三明治磁共振晶体263

6.4.3 三维磁等离激元晶体的量子干涉270

6.5 总结和展望272

参考文献272

索引279