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第一篇　半导体超晶格材料1

第一章　超晶格物理基础1

1.1　超晶格的定义1

1.2　半导体能带结构的特征及超晶格类型2

1.3　超晶格的电子状态特征参数5

1.4　单一势阱中的电子状态5

1.5　子能带的形成8

1.6　超晶格中的电子状态9

1.7　超晶格的光学性质11

1.8　GaAs/AlGaAs超晶格的吸收谱15

1.9　超晶格中的掺杂16

第二章　超晶格器件的基础19

2.1　GaAs/AlGaAs的子能带结构19

2.2　子能带能谱22

2.3　GaAs/AlGaAs的电导24

第三章　量子霍耳效应27

3.1 半导体超晶格中的Shubnikov—de Haas效应27

3.2　异质结界面二维电子气的安德森局部化32

3.3　量子霍耳效应的分析和观察32

3.4　分数量子霍耳效应39

第四章　超晶格中的光现象40

4.1 发光波长与量子阱宽LW的关系40

4.2　窄发光半宽度42

4.3　杂质效应和反Burstein漂移43

4.4　室温激子46

4.5　折射率与超晶格结构关系49

4.6　单原子层超晶格的光学特性50

4.7　能带交叉效应52

第五章　各种类型的半导体超晶格材料53

5.1　组分超晶格53

5.2　多维超晶格58

5.3　应变超晶格60

5.4　掺杂超晶格67

5.5　非晶态超晶格69

5.6　破坏超晶格结构的因素71

第二篇　半导体超晶格材料制备72

第六章　超晶格结构的设计72

6.1　设计方法72

6.2　基础理论74

6.3　固溶体的设计74

6.4　异质结构的设计77

6.5　超晶格设计79

第七章　分子束外延法（MBE）82

7.1　MBE装置84

7.2　MBE生长86

7.3　MBE膜的特性93

7.4　超晶格的制备96

第八章　金属有机物化学气相外延生长100

8.1　MOVPE法的原理100

8.2　MOVPE层的纯度105

8.3　MOVPE多层生长110

8.4　InP系列超晶格、量子阱结构的生长114

8.5　MOVPE最近的进展情况117

第九章　气体源分子束及其他处延生长技术118

9.1　利用V族气体源的MBE118

9.2　MOMBE122

9.3　气体源掺杂剂126

9.4　为何使用气体源127

9.5 原子层外延（ALE）130

9.6　热壁处延生长（HWE）135

9.7　其他制备超晶格技术140

第十章　超晶格结构的观察与评价142

10.1　反射高能电子衍射（RHEED）142

10.2　电子显微镜143

10.3　X射线衍射147

10.4　卢瑟福背散射（RBS）149

10.5　俄歇电子能谱（AES）和二次离子质量分析（SIMS）152

10.6　X线光电子谱（XPS）154

第十一章　超晶格中电子的往返运动158

11.1　布洛赫振动和电磁场的相互作用158

第三篇　半导体超晶格材料的应用158

11.2　用波束描述布洛赫振动及量子能级164

11.3　由布洛赫振动引起的负微分迁移率169

第十二章　超晶格材料在电子器件方面的应用181

12.1　GaAs的电子迁移率181

12.2　调制掺杂GaAs/N-AlGaAs单异质结构181

12.3　高电子迁移率晶体管（HEMT）190

12.4　超晶格霍耳器件192

12.5　其他超晶格电子器件198

第十三章　超晶格材料在光电器件方面的应用201

13.1　量子阱激光器的能带结构201

13.2　量子阱激光器结构及其振荡机理209

13.3　量子阱激光器的特征214

13.4　量子阱激光器存在的问题217

13.5　量子阱激光器的展望222

13.6　其他超晶格光电器件224

13.7　非晶态超晶格硅太阳电池227

第十四章　超薄膜及超晶格结构的发展趋势229

14.1　量子微观异质结构的物理性质及其研究经过229

14.2　沿异质结构的电导和超高速晶体管的发展动向231

14.3　量子阱光电器件的研究动向233

14.4　新材料的量子微观结构及超晶格236

14.5　超晶格材料的展望239

参考文献242