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目 录 1

绪论 非晶态半导体发展中的几个重要阶段 1

第一章非晶态半导体的结构 1

§1.1非晶态半导体的形成和分类 1

1·1·1非晶固态的形成 1

1·1·2非晶态半导体分类——平均配位数理论 2

参考文献 4

§1·2非晶态结构的短程有序 6

1·2·1物质结构的有序和无序 6

1·2·2结构径向分布函数RDF（r） 8

1·2·3衍射实验 12

1·2·4广延χ射线吸收边精细结构（EXAFS）分析实验 19

§1·3非晶态半导体结构模型 25

1·3·1结构的基本单元 25

1·3·2微晶模型 27

1·3·3非晶原子团模型 28

1·3·4连续无序网络（CRN）模型 30

§1·4非晶态半导体的原子振动谱 32

1·4·1 喇曼散射与声子谱 34

1·4·2局域振动模与红外吸收 38

参考文献 51

第二章非晶半导体中的电子态与能带模型 53

§2·1 无序势场中的电子状态 53

2·1·1定域态与扩展态 53

2·1·2无序势场与安德森定域化 57

2·2·1 临界能量EC——迁移率边 62

§2·2非晶态半导体的能带模型与迁移率边 62

2·2·2 Mott-CFO能带模型 63

2·2·3 Davis-Mott模型 66

§2·3 Kubo-Greenwood公式与最小金属电导率σmin 66

2·3·1 Kubo-Greenwood公式 66

2·3·2最小金属电导率σmin 71

2·3·3σmin的实验验证及其争论 74

§2·4安德森定域化的渗流图象 76

2·4·1渗流理论的基本概念 77

2·4·2经典粒子在无序势场中的渗流图象 81

§2·5研究能带结构的实验方法 84

2·5·1 扩展的导带和价带的态密度分布 84

2·5·2带隙定域态密度的分布 89

§2·6带隙的空间起伏现象——量子势阱模型 117

参考文献 123

§3·1跳跃和范围可变的跳跃导电 126

3·1·1 费米能级附近定域态中的跳跃导电过程 126

第三章非晶态半导体中载流子的输运性质 126

3·1·2带尾定域态中的跳跃导电过程 131

§3·2直流电导和迁移率 134

3·2·1扩展态中的电导 134

3·2·2带尾定域态中的电导 137

3·2·3费米能级附近定域态中的电导 140

§3·3弥散型输运过程 143

3·3·1理论梗概 143

3·3·2多重俘获传导模型 148

3·4·1渡越时间法 154

§3·4研究弥散型输运过程的实验方法 154

3·4·2传输波测量法 159

§3·5霍尔效应 168

3·5·1随机相位近似模型 169

3·5·2小极化子模型 170

§3·6温差电动势 176

3·6·1一种载流子传导情况 177

3·6·2二种载流子传导情况 180

3·6·3金属电导情况 180

§3·7交流电导 181

参考文献 186

第四章非晶态半导体的光电导，光吸收与光致发光 188

§4·1非晶态半导体的光电导 188

4·1·1光电导中的复合过程 188

4·1·2光电导基本方程 193

4·1·3掺杂对光电导的影响 194

4·1·4光致亚稳电导改变 198

4·2·1本征吸收与吸收边 202

§4·2非晶态半导体的光吸收 202

4·2·2带隙光致吸收谱 210

§4·3非晶态半导体的光致发光 214

4·3·1非晶态半导体光致发光一般特性 214

4·3·2非晶硅的光致发光 222

4·3·3掺杂非晶硅的发光光谱 224

4·3·4硫系玻璃半导体的发光光谱 226

参考文献 227

第五章非晶态半导体中的缺陷 229

§5·1缺陷化学的理论基础 230

5·1·1波函数和电子云的图解法 230

5·1·2价键理论 234

5·1·3分子轨道理论和成键三原则 241

§5·2缺陷存在的实验依据及其类型 248

5·2·1实验现象和分析 248

5·2·2非晶态固体中缺陷的类型 251

5·2·3缺陷中心的有效相关能 252

5·3·1 MDS（Mott,Davis,Street）模型 255

§5·3硫系玻璃半导体中的缺陷 255

5·3·2 变价对（Valence-Alternation Pairs）及VAP缺陷模型 258

§5·4四面体键合非晶态半导体的缺陷 269

参考文献 274

第六章非晶态半导体的掺杂效应、 276

p-n结及其器件物理 276

§6·1 可控掺杂效应 276

6·1·1掺杂的可能性 276

6·1·2掺杂方法及其控制 278

6·1·3硫系玻璃半导体的掺杂——化学调制效应 284

§6·2非晶态半导体势垒和p-n结 288

6·2·1空间电荷分布和势垒的形成 288

6·2·2非晶态半导体肖特基势垒的计算 291

6·2·3非晶态半导体p-n结 296

§6·3非晶态半导体光电器件 301

6·3·1 a-Si薄膜太阳电池 301

6·3·2 a-Si成象器件 313

6·4·1 a-Si场效应晶体管 320

§6·4非晶态半导体微电子器件 320

6·4·2 a-Si场效应管在大面积液晶显示屏中的应用 321

6·4·3 a-Si集成图象传感器 324

6·4·4 a-Si电荷耦合器件（CCD） 324

参考文献 327

第七章非晶态半导体表面 328

§7·1表面和氧化层界面 329

7·1·1表面态 329

7·1·2表面氧化过程 330

§7·2空间电荷层理论 331

7·2·1基本概念 332

7·2·2空间电荷势 333

7·2·3表面电导 334

7·2·4空间电荷层中的电荷输运现象 337

§7·3研究表面电学性质的实验方法 338

7·3·1 Kelvin探针 338

7·3·2饱和表面光生电压 340

7·3·3光照引起表面电荷的亚稳变化 344

参考文献 345

第八章非晶态半导体超晶格 347

§8·1理论依据 348

§8·2 超晶格薄膜的制备与结构分析 351

8·2·1 制备方法 351

8·2·2结构分析 352

§8·3光吸收和光致发光 355

8·3·1 光吸收的变化与带隙被调制 355

8·3·2光敏发光 358

8·4·1 电阻率各向异性 361

§8·4电子输运现象 361

8·4·2空间电荷掺杂效应 362

8·4.3持续光电导（PPC）效应 364

参考文献 366

附 录 369

外国人名索引 372

基本物理量的符号、量纲、单位 373

某些常用物理常数 376