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第一章 序言 1

参考文献 4

第二章 半导体异质结的组成与生长 6

2.1 材料的一般特性 6

(1)晶格结构 6

(2)能带结构 9

(3)有效质量和等效态宽度 18

2.2 异质结界面的晶格失配 22

(1)液相外延法 27

2.3 异质结的生长 27

(2)金属有机化学气相沉积法 30

(3)分子束外延 33

参考文献 34

第三章 半导体异质结的能带图 36

3.1 理想突变异质结的能带图 37

(1)异型异质结 37

(2)同型异质结 43

(3)对pN异质结的修正 50

3.2 异质结的能带偏移 52

(1)Anderson定则及有关争议 52

(2)测量能带偏移的方法 55

(i)x光光电子发射谱 55

(ii)量子阱光跃迁光谱 57

(iii)电容--电压法 59

(iv)电流--电压法 64

(1)界面态密度较小 66

3.3 有界面态的突变异质结能带图 66

(2)界面态密度较大 69

(3)界面态密度很大 70

3.4 渐变异质结的能带图 71

参考文献 77

第四章 半导体异质结的伏安特性和异质结晶体管 79

4.1 异质结的注入比 79

4.2 异质结中的超注入现象 84

(1)pN异质结 87

(i)扩散模型 87

4.3 理想突变异质结的伏安特性 87

(ii)热电子发射模型 90

(iii)穿通势垒尖的遂道模型 91

(2)nN异质结 94

4.4 有界面态的异质结的伏安特性 96

(1)热电子发射和多阶遂道的并联模型 96

(2)界面能级的电离对伏安特性的影响 98

(3)空间电荷区的复合电流 101

(i)界面复合与热电子发射串联 103

(4)完全经由界面态的复合电流 103

(ii)遂道复合 104

(iii)界面复合与遂道复合串联 105

(iv)反向串联Schotcky二极管模型 106

(5)表面复合对伏安特性的影响 108

4.5 伏安特性的微商研究法 110

4.6 异质结双极晶体管 112

(1)理论分析 112

(i)晶体管的增益 112

(ii)频率特性 116

(2)异质结双极晶体管的制备 120

参考文献 123

第五章 半导体异质结构中的二维电子气及调制掺杂器件 126

5.1 方形势阱中粒子运动的特性 126

(1)一维方形势阱 126

(i)无限势阱 126

(ii)有限势阱 128

(2)方形沟道势阱中的粒子 130

(1)方形势阱的简单分析 134

5.2 异质结量子势阱中的二维电子气 134

(2)异质结界面的量子阱 137

(i)三角形势阱近似 138

(ii)自给解 140

(a)无穷高势垒 141

(b)GaAs-AlxGa1-,As异质结中有限高势垒的自给解 142

(3)势阱中的面电子密度 144

(4)界面组分渐变对势阱的影响 150

5.3 二维电子气的输运 156

(1)二维弛豫时间近似 156

(i)电离杂质散射 161

(2)二维电子气的散射 161

(ii)晶格振动散射 165

(iii)界面粗糙度散射 168

(iv)合金无序散射 168

5.4 调制掺杂结构和场效应晶体管 169

5.5 强磁场中的二维电子气 174

(1)磁量子效应和磁阻振荡 174

(2)二维电子气的朗道能级 177

(3)量子霍耳效应 182

参考文献 191

第六章 半导体异质结中的非平衡载流子 193

6.1 过剩载流子的特性 194

(1)准费米能级 194

(2)过剩载流子的寿命 194

6.2 异质结中的过剩载流子 196

6.3 异质结中过剩载流子寿命的测量 203

(1)荧光脉冲衰减法 203

(2)反向电压恢复法 206

(3)激光延迟法 208

(4)光电流法 209

6.4 热载流子的一般特性 212

(1)电子温度和分布函数 212

(2)热载流子的漂移和扩散 214

(3)载流子在能谷之间的转移 215

6.5 研究热载流子特性的实验方法 215

(1)迁移率测量 215

(2)光荧光光谱测量 216

(3)吸收光谱测量 221

(4)喇曼散射测量 222

(5)隧道效应测量 223

(6)时间分辨光谱的测量 225

6.6 异质结中的热电子行为 227

(1)异质结中热电子的光荧光谱 227

(2)异质结中电子迁移率随电场的变化 228

(3)异质结中热载流子的远红外发射 231

(4)异质结中热载流子的弛豫 231

(5)异质结中热电子的实际空间转移 233

(1)负阻振荡器 237

6.7 几种实空间转移器件 237

(2)负阻场效应晶体管 238

(3)电荷注入晶体管 239

参考文献 241

第七章 半导体异质结的光电特性 243

7.1 半导体异质结的受激光发射原理 243

(1)半导体中受激光发射的必要条件 243

(2)半导体的吸收系数的光谱分布 246

(3)激光的阈值条件 249

7.2 异质结在半导体激光器中的作用 253

(1)载流子限制作用 254

(2)光的限制作用 256

(3)异质结对激光器的效率和寿命的影响 260

7.3 异质结的光电特性 260

(1)异质结的光伏特性和光电流 260

(2)光伏谱方法 265

7.4 异质结光电晶体管 267

7.5 异质结中的持久光电导效应 276

参考文献 278

8.1 超晶格和多量子阱的一般描述 281

第八章 半导体超晶格和多量子阱 281

8.2 超晶格的能带 283

(1)GaAs-AlxGat-xAs超晶格 283

(2)InAs-GaSb超晶格 288

(3)HgTe-CdTe超晶格 290

(4)应变层超晶格 293

(5)IV-V1族和ц-V族超晶格 295

(6)掺杂超晶格 296

8.3 垂直于超晶格方向的电子输运 297

8.4 超晶格的光谱特性 308

(1)吸收光谱实验 309

(2)激子光谱 309

(3)激子的饱和吸收 314

(4)室温荧光特性 315

(5)其他光谱特性 316

8.5 超晶格和量子阱器件 318

(1)量子阱激光器 318

(2)光学双稳态器件 319

参考文献 323