中国材料工程大典 第12卷 信息功能材料工程 中PDF电子书下载

第7篇　半导体低维结构和量子器件 1

2.1　量子尺寸（约束）效应 3

2　半导体低维结构材料的基本特性 3

第1章　概述 3

1　半导体低维结构的定义 3

2.3　库仑阻塞效应 4

2.2　量子隧穿效应 4

3.1　分子束外延（MBE）技术 5

3　半导体低维结构的制备技术 5

2.4　量子干涉效应 5

2.5　二维电子气和量子霍尔（Hall）效应 5

4.1　近场光学显微镜 6

4　半导体低维结构材料的评价技术 6

3.2　金属有机物化学气相淀积（MOCVD）技术 6

3.3　半导体微结构材料生长和精细加工相结合的制备技术 6

3.4　应变自组装纳米半导体结构生长技术 6

4.2　显微拉曼光谱技术 7

5.1　低维结构半导体电子器件 8

5　半导体量子器件 8

5.2　低维结构半导体光电子器件 9

6　半导体低维结构材料和量子器件的发展趋势 11

1.2　2DEG的能级结构 12

1.1　二维电子（2DEG）的形成 12

第2章　半导体低维结构物理 12

1　GaAs/AlGaAs调制掺杂异质结构中的二维电子气 12

1.3　2DEG的面密度N？ 13

1.4　2DEG的散射机制 14

1.6　量子霍尔效应 15

1.5　强磁场中的2DEG 15

2.2　量子阱的能级结构 18

2.1　计算电子能级结构的包络函数模型 18

2　量子阱和超晶格 18

2.3　超晶格的能级结构 20

2.4　量子阱、超晶格的光学性质 21

2.5　双势垒结构中的共振遂穿现象 23

3.2　量子点的电子能级结构 25

3.1　量子线的电子能级结构 25

3　量子线和量子点 25

3.3　量子线、量子点的光学性质 27

1.1　生长系统 32

1　金属有机气相外延 32

第3章　半导体低维结构材料的制备技术 32

1.2　原材料 33

1.3　生长机构 37

1.4　化合物半导体材料的外延生长 42

2　分子束外延（molecular beam epitaxy） 53

2.1　设备 54

2.2　基本原理 55

2.3　生长技术 57

2.4　MBE的衍生技术 59

2.5　分子束外延材料及其应用 61

3.1 晶格匹配GaAs/AlGaAs量子阱材料的MBE生长技术 64

3　半导体低维结构材料的制备方法 64

3.3　层状异质结构生长与精细加工相结合制备量子线、量子点结构 65

3.2　量子阱结构的应变异质外延生长 65

3.6　量子线的MBE直接生长方法 66

3.5　量子线的VLS生长技术 66

3.4　量子线、量子点的化学合成方法 66

3.7　应变自组装生长量子点、量子线结构 67

3.8　量子点的可控生长技术 69

1.3　工作模式 73

1.2　TEM结构 73

第4章　半导体低维结构材料的评价技术 73

1　透射电子显微分析技术 73

1.1　工作原理 73

1.5　应用实例 74

1.4　TEM制样 74

2.2　工作模式 75

2.1　工作原理 75

2　扫描电子显微镜技术 75

3.2　隧道电流谱 76

3.1　工作原理 76

2.3　SEM样品制备 76

2.4　应用实例 76

3　扫描隧道电流显微镜技术 76

3.4　应用实例 77

3.3　半导体样品的制备和处理 77

4.2　AFM工作模式 78

4.1　工作原理 78

4　原子力显微镜（AFM）测试技术 78

5.1　工作原理 79

5　X射线散射（XRD）技术 79

4.3　针尖效应 79

4.4　AFM的应用 79

5.2　X散射技术的种类 80

5.4　应用 81

5.3　倒格子空间的扫描模式 81

6.2　实验装置 82

6.1　工作原理 82

6　光荧光谱和荧光激发光谱技术 82

6.4　应用实例 83

6.3　空间分辨PL谱技术 83

7.2　RHEED的应用 84

7.1　工作原理 84

7　反射高能电子衍射 84

8.1　工作原理 85

8　反射差分谱 85

8.2　应用实例 86

1　场效应器件 88

第5章　半导体高频、高速微电子器件及其应用 88

1.2　GaAs HEMT 89

1.1　GaAs MESFET 89

1.3　InP HEMT器件 91

1.4　MHEMT（Metamorphic Electron Mobility Transistor，变晶格高电子迁移率晶体管） 92

1.6　GaN HEMT 93

1.5　InAs HEMT 93

2　异质结双极晶体管（HBT） 95

2.1　GaAs HBT 96

2.2　InP HBT 97

2.3　MHBT（Metamorphic Heterojuction Bipolar Transistor，变晶格异质结双极晶体管） 100

2.5　SiGe HBT 102

2.4　InAs HBT 102

2.6　GaN-Based HBT 104

1　量子阱中电子的能量状态和状态密度分布 105

第6章　半导体量子阱激光器 105

2　量子阱的光学增益 106

3.4　偏振选择特性 107

3.3　温度特性 107

3　量子阱激光器的特性 107

3.1　阈值电流特性 107

3.2　光谱线宽特性 107

4.1　晶格失配与应变 108

4　应变量子阱激光器 108

3.5　动态特性 108

4.2　应变量子阱能带结构 109

4.3　应变量子阱增益 110

4.4　应变量子阱激光器 111

5.2　MBE 112

5.1　MOCVD 112

5　量子阱激光器的制备技术 112

6.2　光存储 113

6.1　光纤通信 113

6　半导体量子阱激光器的应用 113

6.4　气体探测 114

6.3　激光二极管泵浦固体激光器（DPSS） 114

6.5　低维量子限制激光器 115

1.1　工作原理 116

1　量子阱红外探测器 116

第7章　新型半导体量子器件 116

1.2　GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能 117

1.4　多色量子阱红外探测器 118

1.3　热电子晶体管探测器 118

1.5　量子点红外探测器 119

1.7　FPA应用 120

1.6　焦平面阵列（FPA） 120

2　量子级联激光器 122

2.1　量子级联激光器的工作原理 123

2.2　量子级联激光器的结构与特性 126

2.3　量子级联激光器的应用 127

2.4　量子级联激光器研究的新进展 128

3　垂直腔面发射激光器 129

3.1　VCSEL结构 130

3.2　VCSEL基本特性 131

3.3　各类VCSEL 133

4.1　量子点激光器的特性 134

4　量子点激光器 134

4.4　GaAs基长波长量子点激光器 135

4.3　量子点激光材料的外延生长 135

4.2　量子点激光器的结构 135

参考文献 137

第8篇　存储材料 141

1　光盘存储技术的发展 143

第1章　概述 143

3.1　光学全息存储材料 144

3　超高密度光存储材料 144

2　高密度光盘存储材料 144

2.1　可录型光盘存储材料 144

2.2　相变型光盘存储材料 144

3.4　光子选通光存储材料 145

3.3　电子俘获光存储材料 145

3.2　近场光存储材料 145

4.1　磁性存储材料 146

4　磁性和磁光存储材料 146

3.5　双光子吸收光存储材料 146

3.6　多波长多阶光存储材料 146

4.4　光磁混合存储材料 147

4.3　磁光盘存储材料 147

4.2　磁记录磁头材料 147

5　非易失性存储材料 148

1　CD-R光盘存储材料 149

第2章　可录光盘存储材料 149

1.1　CD-R光盘存储材料概述 150

1.2　CD-R光盘存储材料的光谱性质 152

1.4　CD-R光盘存储材料的热学性质 154

1.3　CD-R光盘存储材料的光学常数 154

1.5　CD-R光盘的记录性能测试主要参数 155

2　DVD-R光盘存储材料 157

2.1　DVD-R光盘存储材料概述 158

2.3　DVD-R光盘存储材料的光学常数 159

2.2　DVD-R光盘存储材料的光谱性质 159

2.5　DVD-R光盘的记录性能测试主要参数 160

2.4　DVD-R光盘存储材料的热学性质 160

2.6　可录光盘存储数据寿命预测 161

3.1　无机蓝光可录光存储材料 162

3　蓝光可录光盘存储材料 162

3.2　有机蓝光可录光存储材料 164

1　相变光存储原理 168

第3章　相变光存储材料 168

2.2　反射率对比度 169

2.1　对激光的响应 169

2　相变光存储材料的重要性质 169

2.3　擦除速度和稳定性 170

2.4　写／擦循环性能 171

3.1　Ge-Sb-Te三元化合物 172

3　重要的相变光存储材料体系 172

3.2　In-Ag-Sb-Te四元合金 173

3.3　其他相变光存储材料 174

4.1　掺杂金属元素 175

4　相变光存储材料的掺杂改性 175

5.1　近场光存储 177

5　超高密度相变光存储 177

4.2　掺杂气体元素 177

5.3　超分辨近场结构 178

5.2　超分辨技术 178

1.3　全息存储的分类 180

1.2　全息存储的特点 180

第4章　光学全息存储材料 180

1　光学全息存储的基本原理 180

1.1　基本原理 180

2.3　定影过程 181

2.2　卤化银全息记录材料的显影 181

1.4　全息存储记录材料的性能表征 181

1.5　全息存储对记录材料的要求 181

2　卤化银乳胶全息记录材料 181

2.1 卤化银乳胶全息记录材料的构成和光化学反应原理 181

4　光致聚合物 182

3.3　性能特点及其应用 182

2.4　漂白过程 182

3　重铬酸盐明胶（DCG） 182

3.1　重铬酸盐明胶的光化学反应原理 182

3.2　处理方法 182

4.3　光聚物的高密度全息记录特性 183

4.2　光致聚合物的构成 183

4.1　光致聚合物全息存储的机理 183

5　光折变晶体 185

4.4　光致聚合物的高密度全息存储特性 185

5.3　光折变晶体的分类 186

5.2　光折变全息图的挥发和固定 186

5.1　光折变晶体产生光折变效应的原理 186

6.2　以惰性聚合物为基体的系统 187

6.1　非线性聚合物为基体的系统 187

5.4　铌酸锂晶体的生长与性能 187

6　光折变聚合物 187

6.4　玻璃态和全功能型光折变聚合物材料 188

6.3　以电荷传输体聚合物为基体的系统 188

8.3　材料的全息性能 189

8.2　光导热塑材料的成分 189

6.5　液晶光折变聚合物材料 189

7　光致变色材料 189

7.1　光致变色材料的光致变色机理 189

7.2　光致变色材料的全息性能 189

8　光导热塑材料 189

8.1　光导热塑材料的全息记录机理 189

9.4　硫族化合物玻璃 190

9.3　磁光薄膜 190

9　其他存储材料 190

9.1　光致抗蚀剂 190

9.2　金属薄膜 190

1　近场光存储的实现途径 192

第5章　近场光存储材料 192

2.1　一次写入型近场光存储材料 194

2　近场光存储材料 194

2.2　磁光可擦写型近场光存储材料 197

2.3　相变可擦写型近场光存储材料 199

2.4　光致变色可擦写型近场光存储材料 201

3　超分辨近场结构中的掩膜材料 205

2　电子俘获材料的制备 208

1　电子俘获光存储原理 208

第6章　电子俘获光存储材料 208

3.1　光谱特性 209

3　电子俘获光存储材料的特性 209

3.3　写入和擦除特性 210

3.2　写入和读出相对效率与温度的关系 210

4.5　数据传输速率 211

4.4　存储信息的稳定性 211

4　电子俘获光存储系统 211

4.1　电子俘获光盘驱动器 211

4.2　多进制存储 211

4.3　破坏性读出 211

4.6　应用 212

1.1　Sm2＋掺杂PGSHB无机材料体系 213

1　无机材料 213

第7章　光子选通光存储材料 213

2.1　卟啉类化合物 215

2　有机材料 215

1.2　EU2＋掺杂玻璃体系 215

2.2　有机聚合物 217

1　双光子激发光致变色材料 218

第8章　双光子吸收光存储材料 218

3　双光子激发光致氧化材料 219

2　双光子激发光致聚合材料 219

4　双光子激发光致荧光漂白材料 220

5　双光子激发光折变材料 221

第9章　多波长多阶光存储材料 222

1　二芳基乙烯光致变色材料 223

4　其他材料 225

3　胆甾醇型液晶材料 225

2　螺吡喃光致变色材料 225

2　磁记录材料综述 226

1.2　数字式磁记录 226

第10章　磁性存储材料 226

1　磁记录过程简介 226

1.1　模拟式磁记录 226

3.3　CrO2磁粉 227

3.2　包钴的γ－Fe2 O3磁粉 227

3　水平磁记录磁粉材料 227

3.1　γ－Fe2 O3磁粉 227

4.2　高密度水平磁记录连续薄膜介质的制备 228

4.1　高密度化对记录介质的要求 228

3.4　金属磁粉 228

4　水平磁记录连续薄膜及介质 228

4.3　超高密度水平磁存储薄膜介质 229

5.3　垂直磁记录用的钡铁氧体涂布介绍 232

5.2　垂直磁记录介质 232

5　垂直磁记录及存储材料 232

5.1　高密度（短波长）记录中出现的问题 232

5.4　垂直磁记录用的CoCr合金膜 233

5.5　磁头与介质的磁相互作用 234

5.6　垂直磁记录介质的研究进展 236

第11章　磁头材料 237

2　环形磁头的性能指标 238

1　环形磁头的工作原理 238

4　薄片合金磁芯磁头 239

3　对磁芯材料的要求 239

5　铁氧体材料的制备和性能 240

6　铁氧体磁头的应用 241

7　薄膜磁头 242

9　溅射薄膜 243

8　电镀薄膜磁头材料 243

10　磁电阻读出头材料 244

11　巨磁电阻效应及其应用 246

12　磁性隧道结 247

1　磁光光盘存储技术 249

第12章　磁光光盘存储材料 249

2.1　稀土－过渡族金属非晶态材料 251

2　磁光光盘存储材料 251

2.2　金属合金铁磁性磁光多晶薄膜 252

2.3　氧化物系列磁光存储薄膜 253

2.4　光磁混合记录技术 256

1　热辅助磁记录技术（HAMR） 258

第13章　光磁混合存储及其材料 258

2　热辅助磁记录技术的特性 259

3　热辅助磁存储介质材料 263

4　热辅助磁存储磁头设计 266

5　总结和展望 268

1.1　OUM的研究历程和现状 269

1　相变随机存储材料 269

第14章　非易失性存储材料 269

1.2　OUM的读写擦原理 270

1.3　相变随机存储材料 271

1.4　OUM的发展趋势 272

2.1　MRAM的读写原理 273

2　磁阻随机存储材料 273

2.3　巨磁阻存储材料 274

2.2　MRAM的发展概况和现状 274

2.4　MRAM的发展趋势 277

3.2　FeRAM的存储原理 278

3.1　FeRAM的发展概况和现状 278

3　铁电随机存储材料 278

3.4　FeRAM集成工艺 279

3.3　铁电存储材料 279

3.5　FeRAM的可靠性分析 280

参考文献 281

第9篇　显示材料 293

1.1　电子束激励荧光粉发光的物理过程 295

1　荧光粉的发光机理 295

第1章　荧光粉显示技术 295

1.2　荧光粉的发光中心 296

2.1　Ⅱb－Ⅳb族化合物 297

2　阴极射线激励发光的主要荧光粉的发光机理及其光学性质 297

2.2　发光中心是稀土离子的荧光粉 300

3.1　合成的通用工艺 303

3　荧光粉的合成与处理工艺 303

3.2　表面处理 306

3.3　彩色CRT荧光粉的后处理工艺 307

3.5　荧光粉的涂覆工艺 308

3.4　彩色CRT用荧光粉的制备工艺 308

4.1　阴极射线管的结构和原理 311

4　阴极射线管用荧光粉 311

4.4　其他类型CRT 312

4.3　示波用CRT 312

4.2　彩色CRT 312

4.5　CRT对荧光粉的一般要求 313

4.6　实用CRT荧光粉 314

4.7　CRT荧光粉型号的命名体系 321

5.3　VFD对荧光粉的要求 326

5.2　VFD器件的结构和工作原理 326

5　真空荧光显示用荧光粉 326

5.1　真空荧光显示器件 326

5.4　VFD器件用荧光粉 327

6.2　场致发射体的制造工艺 329

6.1　FED的结构与工作原理 329

6　场致发射显示（FED）用荧光粉 329

7.1　X射线增强屏 330

7　X射线激发的荧光粉 330

6.3　FED用荧光粉 330

7.2　X射线像增强器用的荧光粉 331

8.1　等离子体显示板（PDP） 332

8　等离子体显示用荧光粉 332

7.3　X射线荧光屏用荧光粉 332

8.3　发光机理 333

8.2　放电气体 333

8.4　真空紫外荧光粉和它们的特性 334

8.5　彩色PDP显示的特性 335

1.1　液晶的概念及分类 336

1　液晶材料和其他辅助材料 336

第2章　液晶材料和液晶显示技术 336

1.4　液晶的化学结构与物理性质 337

1.3　液晶的热力学性质 337

1.2　液晶的相结构 337

1.5　显示对液晶材料的性能要求 343

1.6　显示用液晶材料 344

1.7　液晶显示用其他原材料 350

2.1　扭曲向列液晶显示 359

2　液晶显示的基本原理 359

2.2　超扭曲向列液晶显示 360

2.3　有源矩阵液晶显示 362

2.4　宾－主型液晶显示 364

2.5　胆甾－向列相变型液晶显示 365

2.6　铁电液晶显示 366

2.7　聚合物分散型液晶显示 367

1.1　特点和应用 369

1　有机电致发光显示技术 369

第3章　有机电致发光显示 369

1.3　制备工艺 370

1.2　结构和原理 370

2　有机电致发光显示材料分类 371

1.4　彩色化技术 371

3.1　空穴传输材料 372

3　小分子有机电致发光材料 372

3.2　电子传输材料 373

3.3　发光材料 374

4.2　PPV及其衍生物 377

4.1　聚合物电致发光材料的分类 377

3.4　其他小分子材料 377

4　聚合物有机电致发光材料 377

4.4　聚烷基芴（PAF） 378

4.3　聚苯及其衍生物 378

5.1　材料纯度 379

5　有机电致发光材料性能参数 379

4.5　聚噻吩及其衍生物 379

4.6　聚乙烯咔唑及其他 379

4.7　聚苯胺阳极和柔性基片 379

6　有机电致发光器件性能参数 380

5.5　成膜性能 380

5.2　发光性能和荧光量子效率 380

5.3　热稳定性能 380

5.4　能级结构 380

1.2　粉末型交流电致发光显示器件（ACPEL） 382

1.1　无机EL的特点 382

第4章　无机电致发光和电子纸显示技术 382

1　无机电致发光显示技术 382

1.4　无机EL材料 383

1.3　薄膜型交流电致发光显示器件（ACTFEL） 383

2　电子纸显示技术 384

1.5　新型无机EL技术 384

2.1　器件结构及工作原理 385

2.2　电泳显示材料 386

参考文献 388

第10篇　通信光纤材料及其工艺 390

2　光纤导光和光纤通信的原理 391

1　通信光纤的发展历史和应用现状 391

第1章　概述 391

3　光纤的制造 392

5　光纤的接续和光缆 393

4　光纤的损失 393

2.1　单模传输的条件 395

2　单模光纤的传输理论 395

第2章　通信光纤的传输理论和设计 395

1　多模光纤的传输理论 395

2.2　偏振的概念 396

2.3　单模光纤的色散 397

3　常规单模光纤的设计 398

2.4　色散位移光纤 398

4　色散位移单模光纤的设计 399

5　色散补偿光纤的设计 405

6.2　特种截止光纤 406

6.1　抗弯光纤 406

6　其他一些特种光纤的设计 406

7　多模光纤的设计 407

2.1　材料对光纤衰减的影响 409

2　光纤材料对光纤特性的影响 409

第3章　光纤原材料 409

1　光纤材料概述 409

2.2　材料和传输带宽的关系 410

3.2　对光纤原材料纯度的要求 411

3.1　主要原材料及其物化性能 411

3　石英玻璃光纤所用原材料 411

4.1　高纯试剂制备和提纯技术简介 415

4　石英玻璃光纤材料的制备工艺和提纯技术 415

3.3　石英光纤制造工艺中采用的新原材料 415

4.2　光纤用主要原材料提纯工艺 416

4.3　光纤用气体原料的纯化 418

5.2　含氢化合物的检测 419

5.1　金属杂质离子的检测 419

5　石英玻璃光纤原材料的纯度检测 419

5.4　高纯气体纯度测试仪表 420

5.3　高纯气体的纯度检测方法 420

6　高纯气体的储藏、输送 421

2.1　MCVD工艺及设备 422

2　芯棒工艺及设备 422

第4章　预制棒的各种制作工艺及其设备 422

1　概述 422

2.2　OVD工艺及设备 426

2.3　VAD工艺及设备 430

2.4　PCVD工艺及设备 434

3.1　套管法 442

3　外包层工艺及其设备 442

3.2　粉末外包层法 445

3.3　等离子体外包层法 446

4.1　溶胶－凝胶工艺原理 447

4　溶胶－凝胶预制棒工艺及设备 447

4.2　溶胶－凝胶工艺在光纤制造中的应用 449

1.4　光纤拉制工艺过程 452

1.3　光纤的成形机理 452

第5章　光纤拉制工艺与设备 452

1　光纤成形机理及拉制工艺 452

1.1　玻璃的特性 452

1.2　玻璃的转变 452

2.2　涂覆阶段对性能的影响 453

2.1　光纤成形阶段对性能的影响 453

2　光纤拉制过程对光纤性能的影响 453

3.1　拉丝设备组成及其功能 454

3　拉制工艺对设备的要求 454

3.2　高温炉 455

3.4　牵引、卷绕装置 456

3.3　涂覆系统 456

3.6　套管拉丝技术 457

3.5　强度筛选机 457

1.1　光纤松套工艺及其设备 458

1　光纤套塑工艺及其设备 458

第6章　套塑成缆工艺及其设备 458

1.2　紧套工艺 461

2.1　光缆的绞合工艺 462

2　光缆成缆工艺 462

2.2　光缆的护套工艺 464

1.2　单模光纤的特性 467

1.1　多模光纤的特性 467

第7章　光纤的特性、标准及其测试方法 467

1　光纤的特性 467

2.1　ITU-T的建议 470

2　有关光纤和光缆的国际、国内标准 470

2.3　中华人民共和国国家标准 471

2.2　IEC有关光纤和光缆的国际标准 471

2.6　单模光纤参数的标准值（或建议值） 472

2.5　国际、国内标准中光纤类别对照 472

2.4　国内通信行业标准 472

3　特性参数的测量方法 475

2.7　多模光纤参数的标准值（或建议值） 475

3.1　单模光纤的测量方法 476

3.2　多模光纤的测量方法 483

2.1　单模光纤连接损耗分析 484

2　光纤接续的损耗 484

第8章　光纤的接续 484

1　概述 484

3　光纤的永久连接 485

2.2　多模光纤连接损耗分析 485

3.2　光纤的熔接 486

3.1　光纤端面的制备 486

3.3　光纤的机械连接 487

4.2　几种基本光纤活动连接器简介 489

4.1　光纤活动连接器基本原理和结构 489

4　光纤的活动连接 489

5　总结与展望 491

2　保偏光纤 492

1　色散补偿光纤 492

第9章　特种光纤 492

3.2　掺镱光纤 493

3.1　掺铒光纤 493

3　掺稀土离子光纤 493

4.2　光子晶体光纤 494

4.1　光子晶体 494

3.3　掺铥光纤 494

4　光子晶体光纤 494

5　其他特种光纤 495

1　通信光纤的技术发展动向 496

第10章　展望——通信光纤的技术发展动向及应用前景 496

2　应用前景 497

参考文献 499

第11篇　全固态激光器及相关材料 501

第1章　概述 502

1　光纤的分类 508

第2章　激光光纤的材料及其制备 508

3.1　氟化物玻璃光纤 509

3　多组分光学玻璃光纤及其制备方法 509

2　光纤材料要求 509

4　低水峰石英光纤 510

3.2　硫属化合物玻璃光纤 510

4.2　低水峰石英光纤预制棒制造 511

4.1　掺杂、纤芯和包层 511

4.3　光纤拉制 514

5.1　玻璃基质中的稀土离子 515

5　用于放大器和激光器的掺杂光纤 515

5.2　掺杂光纤的制造与特性测量 521

5.3　掺杂光纤的特性参数 525

6.2　塑料光纤设计及制备 526

6.1　塑料光纤的优点 526

6　塑料光纤 526

6.4　发展展望 527

6.3　塑料光纤制备的关键技术 527

7.3　光子晶体光纤的特性及应用 528

7.2　光子晶体光纤的导光机理 528

7　光子晶体光纤 528

7.1　光子晶体光纤的制备 528

7.4　光子晶体光纤的研究方法 531

1　红宝石 532

第3章　激光晶体材料及其制备 532

2　Nd∶YAG 533

3　Yb3＋∶YAG 535

4　Nd3＋∶YVO4激光晶体 537

5　Nd∶GGG激光晶体 538

6　Nd∶YLF 540

7　掺钛蓝宝石（Ti3＋∶Al2O3）激光晶体 541

8　紫翠绿宝石（BeAl2 O4∶Cr3＋） 543

9　激光自倍频晶体 544

10　激光晶体的制备 546

1.1　大功率半导体激光器单管的发展 549

1 半导体激光器的发展与应用 549

第4章　大功率半导体激光器的发展与应用 549

1.2　大功率半导体激光器列阵的发展 550

1.3　大功率半导体激光器的应用 551

2.1　大功率半导体激光器外延结构的设计 552

2　大功率半导体激光器件结构 552

2.2　大功率半导体激光器的横向结构设计 554

2.3　大功率半导体激光器的纵向结构设计 555

2.4　大功率半导体激光器的散热结构 556

3.2　大功率半导体激光器的材料生长 557

3.1　大功率半导体激光器的材料及其特性 557

3　大功率半导体激光器的材料生长及器件制作 557

3.3　大功率半导体激光器的器件制作 562

1　低温相偏硼酸钡 565

第5章　非线性光学晶体及其制备 565

1.4　在OPO和OPA中的应用 566

1.3　钛宝石激光和Alexandrite激光倍频 566

1.1　Nd∶YAG激光倍频 566

1.2　超快脉冲激光倍频 566

2　三硼酸锂 567

1.5　在电光调制中的应用 567

3　氟代硼铍酸钾 568

4　三硼酸铯 570

5　硼酸铯锂 571

6　磷酸氧钛钾 574

7.1　准相位匹配原理 576

7　准相位匹配技术和周期极化铌酸锂晶体 576

7.2　铌酸锂极化过程 578

8　铌酸钾 579

7.3　主要应用情况 579

9　非线性光学晶体的制备 583

参考文献 587

第12篇　稀土磁性材料与自旋电子材料 589

1.1　永磁材料的磁参量 591

1　概述 591

第1章　稀土永磁材料 591

1.2　稀土永磁材料的发展概况 595

1.3　稀土永磁材料的种类及特点 596

1.5　稀土永磁合金的晶体结构和内禀磁性能 597

1.4　稀土永磁材料的功能特性及其与高新技术的关系 597

2　烧结稀土永磁材料 599

2.1　1∶5型稀土钴永磁材料 600

2.2　2∶17型稀土钴永磁材料 606

2.3　Nd-Fe-B系永磁材料 614

3.2　黏结稀土永磁材料的种类及制备工艺 630

3.1　黏结稀土永磁材料的特点 630

3　黏结稀土永磁材料 630

3.3　磁粉的主要制备方法 631

3.4　商用黏结稀土永磁材料 635

3.5　新型黏结稀土铁系永磁材料 637

第2章　磁制冷与磁蓄冷材料 644

1　磁卡效应热力学基础 646

2　顺磁盐 647

3.1　稀土金属 648

3　稀土金属与合金 648

3.2　稀土合金 650

4.1　稀土－Al合金 652

4　含稀土金属间化合物 652

4.2　稀土－Ni合金 653

4.4　稀土－Co合金 654

4.3　稀土－Fe合金 654

5.1　Gd5（Six Gel-x）合金 655

5　稀土与非磁性元素合金 655

5.2　Gdx R5-x Si4合金 656

6.2　钙钛矿结构 658

6.1　石榴石 658

5.3　LaFe11.2 CO0.7 Si1.1合金 658

6　稀土氧化物 658

7　非稀土磁制冷材料 659

9　磁性蓄冷材料 660

8　小制冷机磁蓄冷器 660

1.2　磁致伸缩应变的描述 662

1.1　磁致伸缩 662

第3章　稀土巨磁致伸缩材料 662

1　磁致伸缩现象与磁致伸缩材料 662

2.2　巨磁致伸缩材料与高技术的关系 663

2.1　磁致伸缩材料的功能特性 663

1.3　磁弹性能 663

1.4　磁致伸缩的逆效应 663

1.5　磁致伸缩材料 663

2　巨磁致伸缩材料的功能特性及其与高新技术的关系 663

3.2　磁致伸缩驱动棒的能量转换原理和磁机械耦合系数k33 664

3.1　磁致伸缩材料的应用原理 664

3　磁致伸缩材料应用原理及其应用对材料性能的要求 664

3.3　使用对磁致伸缩材料性能的要求 665

4.1　磁致伸缩材料的发展 666

4　磁致伸缩材料的发展及分类 666

5.1　Tb-Fe、Dy-Fe、Sm-Fe二元系相图 667

5　RFe2系材料的相图，稀土铁化合物的结构与内禀磁特性 667

4.2　磁致伸缩材料的分类 667

5.3　R-Fe二元化合物的晶体结构和磁致伸缩 668

5.2　Tb-Dy的二元相图 668

6　(Tb,Dy)Fe2合金系磁晶各向异性的相互补偿 671

7.1　熔体定向凝固制造单晶或取向多晶材料的技术 672

7　Tbx Dyl-x Fe2稀土巨磁致伸缩材料的制备与晶体生长原理 672

7.2　熔体定向凝固制备轴向取向柱晶材料的原理 674

7.3　Tb-Dy-Fe区熔定向凝固时轴向择优生长方向 675

8.2　非取向多晶与取向多晶体的磁致伸缩应变 676

8.1　Tb-Dy-Fe合金晶体磁致伸缩应变的各向异性 676

8　Tb-Dy-Fe合金的晶体定向凝固晶体轴向取向与商品巨磁致伸缩材料 676

8.4　Tb-Dy-Fe合金的［110］轴向取向的磁致伸缩应变λ110 677

8.3　Tb-Dy-Fe合金的［112］轴向取向的磁致伸缩应变λ112 677

8.5　商品稀土巨磁致伸缩材料及其特性 678

9.1 Tb-Dy-Fe三元合金的相图和相组成 679

9　稀土巨磁致伸缩材料（Tb,Dy）Fey的显微结构 679

9.3　重稀土元素Tb和Dy在组成相中的分布 680

9.2 Tb0.27-0.35 Dy0.73-0.65 Fe1.95合金铸态的显微组织 680

9.4　Tb-Dy-Fe磁致伸缩材料的晶体缺陷 681

10.2　热处理前后材料的显微组织结构的变化 682

10.1　一般热处理 682

10　稀土巨磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe的热处理 682

10.3　磁场热处理 683

11.2　磁化过程与磁致伸缩应变 686

11.1　Tb-Dy-Fe的畴结构 686

11　Tb-Dy-Fe的畴结构与磁化过程 686

12.1　预压应力的大小对λ～H曲线的影响 687

12　预压应力与磁致伸缩材料的性能 687

12.3　三种轴向取向样品形成90°畴结构所需的预压应力 688

12.2　预压应力的大小对k33曲线的影响 688

15.1　λ的测量 690

15　Tb-Dy-Fe材料的性能测量 690

16　巨磁致伸缩材料的应用 691

15.2　k33的测量 691

15.3　弹性模量E与声速v的测量 691

15.4　磁导率μ的测量 691

16.1　巨磁致伸缩材料的应用范围 692

16.2　巨磁致伸缩材料的应用设计 692

第4章　磁光存储材料 695

1　磁光存储技术的发展进程 695

2　磁光存储的物理基础和对材料性能的要求 697

2.1　磁光存储原理 697

2.2　磁光记录读出原理 697

2.3　对磁光存储材料的基本要求 697

3　磁光存储材料 697

3.1　稀土－过渡族金属非晶态材料 698

14　Tb-Dy-Fe材料的稳定性 698

13　其他巨磁致伸缩材料 698

14.1　化学稳定性 698

14.2　环境稳定性 698

3.2　金属合金铁磁性磁光多晶薄膜 700

3.3　氧化物系列磁光存储薄膜 701

4.3　光磁混合记录材料 704

4.2　光磁混合记录的记录和读出原理 704

4　光磁混合记录技术 704

4.1　研究光磁混合记录的背景 704

1.1 巨磁电阻效应的简单图像——双电流模型 706

1　磁性多层膜的巨磁电阻效应 706

第5章　巨磁电阻材料 706

1.2　巨磁电阻效应物理学 707

2　隧穿巨磁电阻效应 710

3　材料和应用 711

4.1　自旋相关散射 713

4　磁性颗粒膜的巨磁电阻效应 713

1.1　晶体结构和磁结构 715

1　钙钛矿锰氧化物的庞磁电阻效应 715

第6章　庞磁电阻材料 715

1.2　磁性相图 717

1.3　理论概述 718

1.4　输运性质和磁电阻效应 719

1.5　非本征磁输运现象 721

1.6　相分离 722

2 Fe3 O4的庞磁电阻效应 724

1　稀释磁性半导体的磁性 726

第7章　稀释磁性半导体材料 726

2　自旋的注入 728

2.2　注入自旋 729

2.1　创造自旋极化载流子－光学激发 729

3　自旋的输运 730

2.4　自旋弛豫 730

2.3　自旋极化的探测 730

4.2　基于稀磁半导体材料的自旋功能器件 731

4.1　稀磁半导体材料的性能 731

4　稀磁半导体材料的性能和应用 731

5.1 (Ga,Mn)P 732

5　高居里温度稀磁半导体材料 732

5.3 (Zn,Mn)O 733

5.2 (Ga,Mn)N 733

参考文献 734