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第1章 半导体材料概述 1

1.1 半导体材料的发展与应用 1

1.2 半导体材料的概念与性质 8

1.2.1 半导体材料的概念 8

1.2.2 半导体材料的性质 16

第2章 典型半导体材料 19

2.1 硅、锗单质半导体材料 19

2.1.1 硅 19

2.1.2 锗 24

2.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料 29

2.2.1 光学性质 32

2.2.2 杂质自补偿特性 33

2.2.3 应用概述 33

2.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 34

2.3.1 基本性质 37

2.3.2 晶体结构、化学键和极性 37

2.3.3 部分重要Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的应用 39

2.4 非晶半导体材料 40

2.4.1 非晶半导体物理特性 40

2.4.2 非晶态半导体制备 42

2.4.3 非晶态半导体特性分析 42

2.4.4 非晶态半导体的应用 43

2.5 有机半导体材料 44

2.5.1 有机半导体材料的基本性质 44

2.5.2 有机半导体材料的分类 45

2.5.3 有机半导体材料的应用 51

第3章 半导体材料的制备与工艺 53

3.1 半导体单晶的制备方法 53

3.1.1 单晶提纯 53

3.1.2 单晶生长 56

3.1.3 晶片的制备 61

3.2 半导体薄膜生长方法 63

3.2.1 外延生长介绍 63

3.2.2 真空蒸发镀膜法 64

3.2.3 溅射法镀膜 67

3.2.4 离子成膜技术 68

3.2.5 化学气相沉积法 70

第4章 纳米半导体材料 72

4.1 纳米半导体材料的物理效应和特性 72

4.1.1 半导体材料的物理效应 73

4.1.2 纳米半导体材料的基本特性 76

4.2 一维硅、锗纳米半导体 77

4.2.1 硅纳米线 77

4.2.2 硅纳米管 79

4.2.3 锗纳米线 79

4.3 一维氧化锌纳米材料 80

4.3.1 一维氧化锌纳米材料的制备方法 81

4.3.2 一维氧化锌纳米材料的应用 84

4.4 碳纳米管 85

4.4.1 碳纳米管的结构 85

4.4.2 碳纳米管的性质 87

4.4.3 碳纳米管的制备 88

4.4.4 碳纳米管的纯化方法 91

4.4.5 碳纳米管的应用 91

4.4.6 表征技术 93

4.5 其他半导体量子材料 94

4.5.1 半导体量子点材料 94

4.5.2 半导体量子线材料 98

第5章 半导体材料测试与表征 102

5.1 半导体材料微区电阻测试技术 103

5.1.1 微区薄层电阻测试方法 104

5.1.2 微区电阻测试方法的基本原理 104

5.1.3 四探针测试方法 105

5.2 霍尔效应测试方法 107

5.2.1 霍尔效应的基本原理 107

5.2.2 霍尔测试样品 109

5.2.3 霍尔测试条件 110

5.3 俄歇电子能谱 111

5.3.1 俄歇能谱测试系统 111

5.3.2 俄歇电子能谱表面分析技术 112

5.3.3 俄歇电子谱在半导体领域中的典型应用 114

5.4 红外光谱分析技术 117

5.4.1 傅里叶变换红外光谱优点 118

5.4.2 傅里叶变换红外光谱测试系统 118

5.4.3 红外光谱测试样品制备 120

5.4.4 测试条件 121

5.5 扫描探针显微镜 121

5.5.1 扫描隧道显微镜 121

5.5.2 原子力显微镜 125

5.5.3 扫描近场光学显微镜 128

附录A Si半导体特性参数 132

A.1 基本参数（300K） 132

A.2 能带结构与载流子浓度 133

A.3 电学性质 133

A.4 光学性质 133

A.5 热力学性能 133

附录B Ge半导体特性参数 134

B.1 基本参数（300K） 134

B.2 能带结构与载流子浓度 135

B.3 电学性质 135

B.4 光学性质 135

B.5 热力学性能 135

附录C C半导体特性参数 136

C.1 基本参数（300K） 136

C.2 能带结构与载流子浓度 137

C.3 电学性质 137

C.4 热力学性能 137

附录D GaAs半导体特性参数 138

D.1 基本参数 138

D.2 能带结构与载流子浓度 139

D.3 电学性质 139

D.4 热力学性能 139

附录E GaN半导体特性参数 140

E.1 纤锌矿型GaN基本参数 140

E.2 力学性能相关参数 141

E.3 纤锌矿型GaN波传播特性 141

E.4 闪锌矿型GaN力学性能相关参数 142

E.5 闪锌矿型GaN波传播特性 142

E.6 GaN的热性能参数 143

E.7 纤锌矿型GaN电学和光学特性 143

E.8 闪锌矿型GaN电学和光学特性 145

附录F AIN半导体特性参数 146

F.1 与纤锌矿机械性能相关的参数 146

F.2 与闪锌矿机械性能相关的参数 147

F.3 闪锌矿型AlN波传播特性 147

F.4 纤锌矿型AlN的热性能相关参数 147

F.5 纤锌矿型AlN的光电性能相关参数 148

F.6 闪锌矿型AlN的光电性能相关参数 149

参考文献 151