半導體化閤物光電原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

許並社，梁建，劉旭光 等 編

圖書標籤:

• 半導體
• 光電效應
• 化閤物半導體
• 光電器件
• 材料科學
• 物理學
• 半導體物理
• 光電子學
• 器件物理
• 半導體材料

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122190932

版次：1

商品編碼：11405140

包裝：平裝

叢書名： 半導體化閤物研究與應用叢書

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：185

正文語種：中文

內容簡介

本係列叢書分為《半導體化閤物光電原理》、《半導體化閤物光電器件製備》、《半導體化閤物光電器件檢測》三部分。《半導體化閤物光電原理》介紹半導體的結構學基礎、物理學基礎以及ⅢA�並魽族半導體化閤物的電學性質、光學性質，半導體化閤物的應用、光電器件的結構和工作原理等，較係統地介紹瞭相關基礎知識，適閤材料、物理化學、光學、微電子學與固體電子學等專業的本科和研究生以及工程技術人員和企業相關人員閱讀。

目錄

第1章半導體結構學基礎1
1��1半導體的化學結構1
1��1��1元素周期錶1
1��1��2原子結構2
1��1��3電離能、電子親和能及電負性8
1��1��4結閤鍵10
1��2半導體晶體學基礎12
1��2��1晶體基本概念12
1��2��2常見的晶體結構18
1��2��3晶體結構缺陷23
1��2��4晶體中的界麵25
1��3半導體的晶體結構27
1��3��1ⅣA族元素半導體27
1��3��2ⅢA�並魽族化閤物半導體28
1��3��3ⅡB�並鯝族化閤物半導體31
參考文獻33
第2章半導體物理學基礎34
2��1能帶理論34
2��1��1能帶34
2��1��2布裏淵區35
2��1��3費米分布函數與費米能級38
2��2半導體中的雜質與缺陷39
2��3半導體的載流子傳輸特性41
2��3��1半導體中的載流子42
2��3��2半導體中載流子的漂移43
2��4半導體中的界麵接觸特性46
2��4��1功函數46
2��4��2半導體的界麵接觸46
2��5半導體的霍爾效應49
2��6pn結51
2��6��1空間電荷區51
2��6��2能帶圖52
2��6��3電流電壓特性53
2��6��4理想pn結模型及其電流電壓方程56
2��6��5pn結擊穿56
2��6��6pn結的隧道效應57
2��7量子阱與超晶格58
2��7��1單量子阱與二維電子氣58
2��7��2多量子阱與超晶格60
參考文獻61
第3章半導體化閤物的電學性質62
3��1載流子輸運62
3��1��1遷移率63
3��1��2電阻率65
3��1��3載流子復閤和壽命66
3��1��4熱電子發射67
3��1��5隧穿67
3��1��6空間電荷效應68
3��2半導體中的能帶68
3��3ZnO寬帶隙半導體69
3��3��1ZnO半導體能帶70
3��3��2n型摻雜與電學性質70
3��3��3p型摻雜與電學性質71
3��4GaN半導體材料72
3��4��1GaN的晶格結構和能帶72
3��4��2GaN的電學特性74
3��5GaAs半導體材料74
3��5��1GaAs的能帶結構及其主要特點74
3��5��2GaAs電學特性75
3��6其他ⅢA�並魽族半導體材料76
3��6��1InSb的能帶結構及電學特性76
3��6��2GaP的能帶結構及電學特性77
3��7ⅡB�並鯝族化閤物的能帶結構77
3��8其他能帶結構78
3��8��1固溶體的能帶結構78
3��8��2施主和受主能級79
3��8��3異質結的能帶圖80
3��8��4異型異質結的電學特性84
3��9LED發光器件的電參數86
參考文獻87
第4章半導體化閤物的光學特性88
4��1光、光度學、輻射度學和色度學的基本概念88
4��1��1光的基本概念88
4��1��2光度學與輻射度學參數89
4��1��3相關色度學參數89
4��2光與物質的相互作用90
4��2��1綫性光學性能90
4��2��2非綫性光學性能93
4��3半導體材料發光性能參數94
4��3��1發射光譜95
4��3��2吸收光譜96
4��3��3激發光譜96
4��3��4發光衰減96
4��3��5發光效率97
4��4半導體的光吸收99
4��4��1本徵吸收99
4��4��2直接躍遷和間接躍遷100
4��4��3其他吸收過程103
4��5半導體的光生伏特效應106
4��5��1pn結的光生伏特效應106
4��5��2光電池的電流電壓特性107
4��6半導體發光108
4��6��1輻射躍遷109
4��6��2發光效率111
4��6��3電緻發光激發112
4��7半導體激光113
4��7��1自發輻射和受激輻射113
4��7��2pn結激光器原理114
4��7��3激光材料117
參考文獻117
第5章半導體化閤物應用簡介119
5��1半導體概述119
5��1��1半導體材料發展119
5��1��2半導體元素材料及應用120
5��1��3半導體化閤物材料及其應用124
5��2半導體化閤物在LED産業中的應用127
5��2��1LED照明産品128
5��2��2顯示領域134
5��2��3信息指示領域137
5��2��4LED其他領域138
5��3半導體化閤物太陽電池139
5��3��1概述139
5��3��2太陽能電源的應用141
5��4半導體化閤物激光器143
5��4��1概述143
5��4��2半導體激光器發展143
5��4��3應用145
參考文獻148
第6章半導體化閤物光電器件150
6��1半導體化閤物LED器件150
6��1��1原理150
6��1��2LED器件結構153
6��1��3芯片結構159
6��1��4幾種典型的襯底LED芯片結構162
6��2半導體激光器166
6��2��1概述166
6��2��2半導體激光器的工作原理167
6��2��3半導體激光器結構170
6��2��4 半導體激光器的類型172
6��3太陽電池176
6��3��1概述176
6��3��2太陽電池的原理176
6��3��3太陽電池的結構178
6��3��4太陽電池的分類180
6��3��5太陽電池組件結構183
參考文獻184

前言/序言

《光之訊息：固態材料的光電交互》 內容簡介 《光之訊息：固態材料的光電交互》是一部深入探討光與固態材料之間復雜互動奧秘的學術專著。本書旨在為讀者構建一個全麵且深入的理解框架，揭示光如何被固態材料吸收、發射，以及如何在此過程中引發一係列重要的物理現象，進而轉化為可用的電信號或能量。全書以嚴謹的科學態度，輔以豐富的實例和清晰的論述，帶領讀者穿越宏觀現象的錶象，直抵微觀層麵的本質。 本書並非對特定材料體係的淺嘗輒止，而是著力於闡述貫穿各類固態材料（包括金屬、半導體、絕緣體以及一些新型功能材料）的光電響應共性與個性。我們將從光的本質——電磁波的波粒二象性入手，循序漸進地解析光子與物質相互作用的基本模式。這包括光子的能量、動量如何傳遞給材料中的電子和晶格，以及由此産生的吸收、散射、透射等現象。 在理論基礎層麵，本書將詳細闡述量子力學中的關鍵概念，如能帶理論、電子-聲子耦閤、激子形成等。這些理論構成瞭理解固態材料光電行為的基石。讀者將瞭解到，材料的能帶結構——價帶、導帶以及它們之間的帶隙，如何決定瞭材料對光的吸收能力和導電特性。特彆是對於半導體材料，其獨特的能帶結構使得光激勵下的載流子産生和復閤成為可能，為光電器件的設計與優化提供瞭理論依據。 本書將重點剖析光電效應在不同固態材料中的具體錶現。對於金屬，盡管其導帶被電子完全占據，仍會錶現齣顯著的光反射和吸收特性，這與自由電子的等離子體共振密切相關。絕緣體則因其寬帶隙，通常對可見光不敏感，但在紫外區域或特定激發下，也能展現齣光緻發光等現象。 然而，本書的重心將聚焦於半導體材料，因為它們在現代光電子技術中扮演著舉足輕重的角色。我們將深入探討半導體中的光吸收機製，包括本徵吸收和雜質吸收。本徵吸收主要發生在光子能量大於或等於材料帶隙的區域，能夠激發價帶中的電子躍遷至導帶，産生電子-空穴對。雜質吸收則與材料中存在的缺陷能級有關，可以拓寬材料的光響應範圍。 接著，本書將詳細闡述光生載流子的弛豫過程。一旦電子-空穴對産生，它們不會立刻參與電荷傳輸，而是會經曆一係列能量和動量的弛豫過程，例如通過聲子散射將多餘的能量傳遞給晶格，最終達到能帶的邊緣。理解這一過程對於控製載流子的壽命和遷移率至關重要，直接影響著器件的效率和響應速度。 光發射現象也將是本書的重要組成部分。我們將探討半導體中的光緻發光，即電子-空穴對復閤時釋放能量並發射光子的過程。這包括直接帶隙半導體中的輻射復閤，以及間接帶隙半導體中的非輻射復閤和少量輻射復閤。本書還將介紹發光二極管（LED）和激光器的工作原理，闡述如何通過巧妙的材料設計和結構優化，實現高效的光發射。 此外，本書還將深入研究光電探測器的工作原理。我們將分析不同類型光探測器的結構和性能，例如光電導探測器、光電二極管、光電倍增管等，揭示它們如何利用光生載流子效應將光信號轉化為電信號。對響應度、量子效率、噪聲等關鍵性能參數的深入分析，將幫助讀者理解不同探測器在實際應用中的優勢與局限。 本書還將觸及更前沿的光電材料和現象。例如，二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）獨特的光電特性及其在新型光電器件中的應用潛力。有機半導體的分子結構對其光電性能的影響，以及它們在柔性電子和生物光子學領域的應用前景。以及壓電效應與光電效應的耦閤，在傳感器和能量收集領域的探索。 為瞭使讀者能夠更好地理解理論，本書還加入瞭大量的實例分析，涵蓋瞭從基礎的太陽能電池到先進的光通信器件，再到生物醫學成像所需的靈敏探測器。這些實例將理論知識與實際應用緊密結閤，加深讀者對光電原理在現代科技中的重要性的認識。 在敘述風格上，本書力求做到既有學術的嚴謹性，又不失科普的易讀性。復雜的概念將通過生動形象的比喻和清晰的圖示進行解釋。數學推導將圍繞核心原理展開，避免過度復雜的推導，確保理論的清晰呈現。對於專業術語，都將給齣明確的定義和解釋。 《光之訊息：固態材料的光電交互》適閤作為高等院校相關專業（如物理學、電子工程、材料科學、光學等）的教材或參考書，也歡迎對固態材料光電性能感興趣的科研人員、工程師以及有一定科學基礎的愛好者閱讀。本書緻力於為讀者開啓一扇通往光電世界的大門，激發對這一充滿活力和創新潛力的領域的更深層次的探索。通過掌握書中的知識，讀者將能夠更深刻地理解我們周圍世界的許多光電器件是如何工作的，並為未來相關技術的創新與發展奠定堅實的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

我抱著極大的期待翻開瞭《半導體化閤物光電原理》，希望能在這本書裏找到關於光與電在半導體世界裏美妙邂逅的答案。我之前接觸過一些關於太陽能電池和LED的基礎知識，但總感覺隔靴搔癢，無法觸及核心。這本書的名字點明瞭主題，我最想知道的是，究竟是什麼樣的“原理”，使得這些看似普通的材料能夠如此高效地將光能轉化為電能，或者將電能轉化為光能。我期望它能深入剖析半導體材料的能帶理論，特彆是價帶、導帶以及它們之間的能隙，以及這個能隙如何決定瞭材料的光吸收和發射範圍。我希望能理解，當光子能量大於或等於能隙時，會發生什麼？電子如何被激發到導帶，留下空穴？這些載流子是如何在電場作用下移動，形成光電流的？反過來，當施加電場時，導帶的電子和價帶的空穴是如何復閤，釋放齣光子的？書中是否會詳細講解pn結在光電器件中的作用，以及二極管在正嚮和反嚮偏壓下的不同響應？我渴望看到關於不同半導體化閤物，比如矽、鍺、砷化鎵、氮化鎵等，在光電性能上的對比和分析，瞭解它們各自的優缺點以及適閤的應用領域。我期待這本書能提供詳細的物理模型和數學推導，但又希望這些推導能夠有清晰的物理意義解釋，而不是純粹的數學遊戲。這不僅僅是一本技術手冊，更是一堂關於物理定律如何塑造我們科技未來的生動課程。

評分☆☆☆☆☆

在接觸到《半導體化閤物光電原理》這本書之前，我對半導體材料的認知僅限於一些泛泛的介紹，比如它是“電子世界的基石”。但“光電原理”這個名字，一下子點燃瞭我對光與電如何在這個基石上交織齣奇跡的好奇心。我希望能在這本書裏找到關於半導體材料內在的“光敏感性”和“電響應性”的根源所在。我想知道，是什麼樣的微觀結構和電子特性，使得它們能夠與光子發生如此有意義的互動？我期待它能從量子力學的角度，解釋電子在能帶中的運動，以及光子是如何激發這些電子，産生光電效應的。我尤其想深入理解，不同化閤物的能帶結構是如何形成的？例如，直接帶隙和間接帶隙材料在光電轉換效率上有什麼本質區彆？書中是否會詳細講解pn結的形成過程，以及它在光電二極管和太陽能電池中的核心作用？我希望能看到關於載流子的産生、復閤、漂移和擴散等基本過程的詳細描述，以及這些過程如何受到材料特性和外部條件的影響。此外，我希望書中能夠介紹不同半導體化閤物，如矽、砷化鎵、氮化鎵等，在光電器件中的應用實例，並分析它們各自的優勢和局限性。這本書，在我看來，應該是一堂關於物質微觀世界如何孕育齣宏觀科技成果的精彩講座，讓我能夠對那些改變我們生活的半導體器件有一個更深刻、更全麵的認識。

評分☆☆☆☆☆

我對《半導體化閤物光電原理》的興趣，源於對能源轉化效率的深刻思考。在當今社會，如何更有效地利用能源，特彆是可再生能源，是擺在我們麵前的巨大挑戰。而半導體化閤物在其中扮演著至關重要的角色，尤其是在太陽能電池和光電器件領域。我希望這本書能夠深入探討不同半導體化閤物在光電轉換過程中的具體機製。我非常好奇，為何某些化閤物比其他化閤物在吸收太陽光方麵錶現更齣色？這是否與它們的晶體結構、原子組成以及電子的排布方式有關？我希望書中能夠詳細闡述半導體中的激子形成與分離機製，以及這些激子如何影響光電轉換的效率。此外，我期待這本書能提供關於各種光電器件，如光電二極管、太陽能電池、LED、激光器等的設計原理和性能分析。例如，如何通過調整材料的組分和摻雜，來優化pn結的特性，從而提高器件的效率和響應速度？書中是否會涉及量子點、鈣鈦礦等新型半導體材料在光電領域的應用潛力？我對這些新興材料的獨特光電性能及其潛在的應用前景充滿著期待。這本書，我希望它能為我打開一扇理解綠色能源技術核心原理的窗戶，讓我能更深入地認識到半導體化閤物在構建可持續未來中的關鍵作用。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本《半導體化閤物光電原理》時，首先映入眼簾的是它嚴謹的封麵設計，這讓我預感內容會非常紮實。作為一名對前沿科技有濃厚興趣的普通讀者，我並非專業背景齣身，但對於驅動現代電子和能源革命的核心技術，我總是躍躍欲試地想要深入瞭解。我希望這本書能夠以一種循序漸進、由淺入深的方式，為我構建起對半導體化閤物光電效應的完整認知體係。從最基礎的原子結構、化學鍵閤，到量子力學在半導體中的體現，比如薛定諤方程在描述電子行為中的作用，這些基礎的理論框架，我想是理解一切後續現象的關鍵。我期望書中能夠清晰地解釋，為什麼特定的半導體化閤物能夠吸收和發射特定波長的光？這其中涉及到的光學躍遷機製，例如直接躍遷和間接躍遷，以及它們各自的能量損失機製，我渴望能得到詳細的闡述。另外，對於載流子在半導體中的輸運，如漂移和擴散，以及它們如何受到外加電場和濃度梯度的影響，我都希望能有更直觀的理解。我尤其關心書中是否會介紹，如何通過改變半導體材料的組分、摻雜濃度、甚至製備工藝，來精確調控其光電特性，以滿足不同器件的需求。例如，如何設計齣能高效吸收太陽光譜的材料，或者能發射齣特定顔色的光的材料。這本書，對我來說，應該是一次係統的知識梳理，讓我能夠站在巨人的肩膀上，看懂那些閃爍在芯片和屏幕背後的神奇力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就很有吸引力，直擊我一直以來對光電轉換機製的求知欲。我一直覺得，在我們日常生活中無處不在的太陽能電池、LED燈，乃至於更前沿的光通信技術，背後都隱藏著一套精妙的半導體化閤物的“語言”。這本書既然冠以“光電原理”，我期待它能像一位經驗豐富的導師，帶領我一步步揭開這層神秘的麵紗。我希望它不僅僅是枯燥的公式堆砌，而是能從最基本的物理概念講起，比如電子和空穴在半導體中的行為，能帶隙的概念如何影響材料的光學和電學特性，以及不同晶體結構對電荷載流子傳輸的影響。再進一步，我希望它能深入到不同類型的半導體化閤物，比如III-V族（砷化鎵、磷化銦等）和II-VI族（硒化鎘、硫化鋅等），以及它們的特有性質如何被巧妙地應用於光電器件。我特彆想知道，書中是否會詳細闡述pn結的形成原理，以及它如何成為光電器件的核心？光生電壓是如何産生的？光電流又是如何被提取和利用的？我希望它能提供清晰的圖示和深入的解析，讓我能夠真正理解從光子入射到電荷分離，再到最終輸齣電信號的整個過程。對半導體材料摻雜對能帶結構和載流子濃度的影響，以及這如何調控光電性能，我也充滿瞭好奇。這本書，我期望它是一扇通往微觀世界精彩紛呈的光電轉換奧秘的大門，讓我不再隻是旁觀者，而是能真正理解並欣賞這一切。