紫外光电子器件——氮化物技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 迈克尔·尼塞尔（Michael Kneissl） 编

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• 氮化物半导体
• 紫外光电子器件
• 宽禁带半导体
• 氮化镓
• 氮化铝
• 深紫外LED
• 紫外探测器
• 半导体材料
• 光电器件
• 材料科学

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122303592

版次：1

商品编码：12315475

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：胶版纸

页数：400

字数：504000

正文语种：中文

编辑推荐

1. 本书系统性地总结了全球紫外光电子器件的研究进展。详细介绍了用于紫外光电子的氮化物衬底、外延、材料物理以及紫外发光二极管、激光器以及紫外探测器的制备。
2. 由德国柏林工业大学固体物理研究所的Michael Kneissl教授和Jens Rass教授召集德国、美国、日本、爱尔兰等近50名全球知名专家共同编写。
3. 除基础理论外，本书精心选择紫外光电子的重点应用领域加以详述：(1)UVA光谱范围内的重要应用包括UV固化和紫外感测；(2)UV-B的关键应用是光疗，特别是牛皮癣和白癜风的治疗，以及植物生长照明例如靶向触发次生植物代谢物；(3)UVC的大规模应用是水净化例如使用端系统，废水处理和回收，以及医疗器械和食品的消毒。

内容简介

本书全面介绍了基于Ⅲ族氮化物的紫外LED、激光器和探测器的新技术，涵盖不同的衬底及外延方法，InAlGaN材料的光学、电学和结构特性以及各种光电子器件，如UV-LED、紫外激光器和紫外日盲探测器。此外，综述了紫外发光器件和探测的一些关键应用领域，包括水净化、光疗、气敏、荧光激发、植物生长照明和UV固化。
本书含有大量翔实的图表和参考文献，可供读者进一步了解和认识氮化物紫外光电器件及其应用。本书由德国、美国、日本、爱尔兰等国的知名专家共同执笔，各章的作者都在相关领域有着丰富的经验，其对技术发展的独到见解，能够开拓读者思路，为国内氮化物紫外光电子器件的发展提供借鉴和参考。
本书可供电气工程、材料科学、物理学研究生层次的学生、研究人员和科学家，以及将紫外发光器件和探测器用到各种领域的开发人员参考。

作者简介

段瑞飞，中国科学院半导体研究所博士，北京中科优唯科技有限公司副总经理，氮化物半导体物理、材料、器件以及应用十多年研究经验，致力于氮化物深紫外LED的产业化。
王军喜，研究员，博导，中国科学半导体照明研发中心副主任，带领团队在国内首先制备出深紫外LED专用设备，开拓性实现国内300nm以下毫瓦级LED器件，填补了国内在该领域的空白。
李晋闽，原中国科学院半导体研究所所长，科技部“半导体照明联合创新国家重点实验室”主任，“国家半导体照明研发及产业联盟”研发主席兼“联盟标准化委员会”主任。半导体照明外延、芯片及应用集成技术团队的发起人和领导者。

内页插图

目录

第1章氮化物紫外光电子器件技术及应用概述/001
摘要001
1．1背景002
1．2UV发光器件及其应用003
1．3UV-LED的最新技术和未来挑战004
1．4UV-LED的主要参数和器件性能007
1．5缺陷对UV-LED IQE的作用008
1．6UV-LED的电注入效率和工作电压010
1．7UV-LED的光提取011
1．8UV-LED的热管理与退化012
1．9展望013
1．10小结014
致谢015
参考文献015
第2章AlN体衬底的生长与性能/025
摘要025
2．1AlN晶体的特性与历史026
2．2PVT法生长AlN体单晶：理论027
2．3PVT法生长AlN体单晶：技术029
2．4籽晶生长与晶体长大031
2．5PVT生长AlN体单晶的结构缺陷033
2．6AlN衬底的杂质及相应性质034
2．7结论与展望037
致谢038
参考文献038
第3章蓝宝石衬底上氮化物UV发光器件用AlGaN层气相外延/044
摘要044
3．1简介045
3．2MOVPE生长Al(Ga)N缓冲层046
3．3减少MOVPE生长Al(Ga)N层TDD的技术048
3．4HVPE生长AlGaN层050
3．4．1HVPE技术基础050
3．4．2衬底的选择053
3．4．3HVPE选择生长AlGaN层结果054
3．5小结062
致谢063
参考文献063
第4章AlN/AlGaN生长技术和高效DUV-LED开发/067
摘要067
4．1简介068
4．2DUV-LED研究背景068
4．3蓝宝石衬底上高质量AlN的生长技术073
4．4内量子效率(IQE)的显著提高076
4．5222～351nm AlGaN和InAlGaN DUV-LED080
4．6电注入效率(EIE)通过MQB的增加086
4．7未来高光提取效率(LEE)的LED设计092
4．8小结098
参考文献098
第5章位错和点缺陷对近带边发射AlGaN基DUV发光材料内量子效率的影响/101
摘要101
5．1简介103
5．2实验细节104
5．3杂质和点缺陷对AlN近带边发光动力学的影响107
5．4AlxGa1-xN薄膜的近带边有效辐射寿命112
5．5硅掺杂及引起的阳离子空位形成对AlN模板上生长Al0．6Ga0．4N薄膜近带边发光的发光动力学影响113
5．6小结117
致谢118
参考文献118
第6章UV-LED的光偏振和光提取/122
摘要122
6．1紫外LED光提取123
6．2光偏振125
6．2．1影响AlGaN层光偏振开关的因素127
6．2．2光学偏振与衬底方向的关系130
6．2．3光学偏振对光提取效率的影响132
6．3改善光提取的概念134
6．3．1接触材料与设计134
6．3．2表面制备138
6．3．3封装144
参考文献145
第7章半导体AlN衬底上高性能UVC-LED的制造及其使用点水消毒系统的应用前景/151
摘要151
7．1简介153
7．1．1UVC光源类型153
7．1．2什么是UVC光？153
7．1．3紫外杀菌如何工作？155
7．2AlN衬底上UVC LED的制造156
7．3提升POU水消毒用的UVC-LED性能增益162
7．3．1UVT效应162
7．3．2设计灵活性164
7．3．3流动单元建模165
7．3．4流动分析案例165
7．3．5UVC光的使用168
参考文献169
第8章AlGaN基紫外激光二极管/171
摘要171
8．1简介172
8．2AlN体材上的最高材料质量生长174
8．2．1AlN体衬底174
8．2．2同质外延AlN174
8．2．3AlGaN激光器异质结构175
8．2．4多量子阱有源区176
8．3宽带隙AlGaN材料的大电流能力177
8．4大电流水平下的高注入效率180
8．5光泵浦UV激光器183
8．6紧凑深紫外Ⅲ-N激光器的其他概念186
8．6．1电子束泵浦激光器186
8．6．2InGaN基VECSEL+二次谐波产生187
8．7小结187
致谢188
参考文献188
第9章日盲和可见光盲AlGaN探测器/192
摘要192
9．1简介193
9．2光电探测器基础195
9．2．1特征参数与现象195
9．2．2各种类型的半导体光电探测器202
9．3Ⅲ族氮化物用于固态UV光电检测211
9．3．1AlGaN基光电导体213
9．3．2AlGaN基MSM光电探测器213
9．3．3AlGaN基肖特基势垒光电二极管214
9．3．4AlGaN基PIN光电二极管215
9．3．5AlGaN基雪崩光电探测器217
9．3．6AlGaN基光阴极219
9．3．7高度集成的Ⅲ氮族器件220
9．4宽禁带光电探测器现状221
9．5小结223
参考文献224
第10章紫外LED水消毒应用/234
摘要234
10．1简介235
10．2紫外消毒的基本原则235
10．2．1影响紫外能流的因素237
10．2．2紫外反应器性能的建模与验证239
10．3案例分析240
10．3．1测试紫外LED的实验设置提案241
10．3．2测试条件243
10．3．3使用紫外LED测试的结果246
10．4紫外LED水消毒应用潜力251
致谢252
参考文献252
第11章紫外发光器件皮肤病光疗应用/256
摘要256
11．1简介257
11．2紫外光疗的光源257
11．2．1自然日光258
11．2．2气体放电灯259
11．2．3激光器261
11．2．4UV-LED261
11．3皮肤紫外光疗的变化262
11．3．1补骨脂素加UVA(PUVA)治疗262
11．3．2宽谱UVB(BB-UVB)治疗263
11．3．3窄谱UVB(NB-UVB)治疗264
11．3．4UVA-1治疗265
11．3．5靶向紫外光疗265
11．3．6体外光化学治疗(ECP)266
11．4主要皮肤适应证的作用机制267
11．4．1牛皮癣268
11．4．2特应性皮炎268
11．4．3白癜风269
11．4．4皮肤T细胞淋巴瘤269
11．4．5扁平藓和斑秃269
11．4．6全身性硬化症和硬斑病270
11．4．7移植体抗宿主病270
11．4．8多形性日光疹270
11．5采用新型UV发光器件的临床研究271
11．5．1使用无极准分子灯的研究271
11．5．2使用紫外LED的研究272
11．6总结与展望273
参考文献273
第12章紫外发光器件气体传感应用/281
摘要281
12．1简介282
12．2吸收光谱284
12．3吸收光谱系统288
12．4紫外光谱仪光源291
12．5光谱仪用LED的光学和电学性质295
12．6UV-LED吸收光谱仪的应用298
12．6．1臭氧传感器299
12．6．2臭氧传感器设计299
12．6．3测量配置300
12．6．4结果300
12．6．5SO2和NO2传感器301
12．6．6SO2/NO2气体排放传感器设计301
12．6．7测量配置302
12．7结论与展望303
参考文献304
第13章化学与生命科学中的紫外荧光探测和光谱仪/306
摘要306
13．1简介307
13．2荧光检测和光谱仪的基础和装置308
13．3实验室分析仪器用荧光313
13．4环境监测和生物分析用荧光化学传感315
13．5用自发荧光探测微生物322
13．6皮肤病医疗诊断用荧光326
13．7总结与展望329
参考文献329
第14章UVB诱导次生植物代谢物/339
摘要339
14．1次生植物代谢物的本质和形成340
14．2次生植物代谢物的营养生理学341
14．3水果蔬菜消费与慢性病的关系342
14．4植物-环境相互作用中的次生植物代谢物342
14．4．1植物的UVB感知和信令342
14．4．2UVB应激源及植物生长调节剂344
14．5结构分化UVB响应345
14．5．1类黄酮和其他酚类346
14．5．2硫代葡萄糖苷349
14．6定制的UVB-LED次生植物代谢物UVB诱导351
14．6．1研究现状：UVB-LED用于植物照明351
14．6．2UVB-LED针对性植物属性触发的优势352
14．6．3UVB-LED针对性植物属性触发实验装置353
14．7展望354
参考文献354
第15章紫外LED固化应用/365
摘要365
15．1简介366
15．2光源367
15．3化学机制368
15．4动力学371
15．5医学应用372
15．6涂层、油墨和印刷375
15．7光固化快速成型377
15．8结论与展望378
参考文献379
专业术语中英文对照表383
单位换算表400

前言/序言

译者前言
半导体领域中，Ⅲ族氮化物的发展一直是过去几十年，尤其是1993年以来至关重要的方向，特别是高能量光电子器件的技术进步和应用开发，是半导体领域最引人关注的研究工作。2014年，随着氮化物蓝光LED发明人获得诺贝尔奖，蓝光LED的研发已经达到巅峰。
与此对应，技术难度更大的Ⅲ族氮化物基紫外光电器件正逐步向人们走来，这其中有紫外发光二极管、激光器以及相关的紫外探测器，其目标都是向更高Al组分、更短波长发展，以期实现AlGaN全系的高性能紫外光电器件。诺贝尔奖得主,日本名古屋大学教授天野浩就在蓝光之后一直从事紫外发光器件方面的研究，主要是波长为250～350nm的紫外LED，这种LED除了杀菌用途外，预计还可应用于印刷、医疗、科学等领域。使用AlGaN或InAlGaN制作紫外光源的主要优点是：
① 具有通过量子阱（QW）获得高效率光发射的可能性；
② 具有在宽带隙光谱区域内同时产生p型和n型半导体的可能性；
③ 氮化物硬度高并且器件寿命更长；
④ 材料中没有砷、汞和铅等有毒有害物质；
⑤ LED固有的优点，开关快速、能耗低、体积小等，不需要任何预热时间，并且可以几十纳秒或更快的切换速度开启和关闭。
根据光谱范围，人们划分了UVA（320～400nm），UVB（280～320nm）和UVC（200～280nm）的范围。而LED的优势使得研究人员预期了很多的应用领域：UVA光谱范围内的重要应用包括油墨、涂料、树脂、聚合物和黏合剂的UV固化，以及快速原型和轻型结构的3D打印。其他应用可以在感测领域找到，例如，增白剂或荧光增白剂，探测安全的功能，例如，身份证和纸币以及医疗应用如血液气体分析。UVB的关键应用是光疗，特别是牛皮癣和白癜风的治疗，以及植物生长照明，例如靶向触发次生植物代谢物。UVC的大规模应用是水净化（例如末端系统）、废水处理和回收，以及医疗器械和食品的消毒。UVB和UVC-LED也有许多传感应用，因为许多气体（如SO2，NOx，NH3）和生物分子在这些光谱区显示出吸收带，包括色氨酸、NADH、酪氨酸、DNA和RNA。UVC-LED也可以用于非视距通信，也是重力传感器领域中基础科学实验的兴趣所在，例如ESA/NASA激光干涉仪空间天线（LISA）任务中，用于实现电荷管理系统。
诸多优势需要面对的现实就是技术上尚未成熟，需要更多的研发和合作，让产学研、产业链上下游能够协同起来，把氮化物紫外发光器件推向如蓝光LED般的高度。译者所在研发中心已有10多年深紫外LED的开发历程，深知其长产业链的难度以及技术开发积累的重要性。本书主编Michael Kneissl教授和Jens Rass教授均就职于德国柏林工业大学固体物理研究所与莱布尼茨高频技术学院，费迪南德-布朗学院。本书非常及时而且全面地总结了目前氮化物紫外发光器件的最新进展，对于我们进一步研发和产业化是很好的借鉴。希望本书的翻译出版能使更多的人了解这个领域，更多的人参与到这个领域，从而实现广泛的技术交流和应用开发，能够为Ⅲ族氮化物紫外光电器件产业提供帮助。
因本书原著中采用英制学非国际标准的计量单位，为了保持原书中数据的直观性，翻译时并未对单位进行改变，读者使用数据时请用本书列出的单位换算表进行换算即可。
鉴于专业所限以及文学修养不足，书中疏漏难免，希望读者海涵并能够指正为盼。
这里要感谢中国科学院半导体照明研发中心的全体同事在氮化物材料、器件、封装、应用方面的工作，尤其是他们在紫外器件方面的工作，也让译者能够更贴切地表达出原文的专业术语。谢海忠老师等对翻译进行了校对，在此一并致谢。
段瑞飞 王军喜 李晋闽
中国科学院半导体照明研发中心
2018年于北京

前言
过去的二十年中，Ⅲ族氮化物基紫外发光二极管（UV-LED）及其应用经历了飞速的发展。这可以通过许多方面来说明。例如，在紫外LED领域发表的文章数量正稳步上升，并在2014年时达到几乎每年1000篇期刊文章（图1）。然而，我们发现，这样快速增长使得人们很难对所有研究进展有全面的概述。很多时候，当半导体材料和光电子器件领域的研究人员描述紫外发光器件的应用时，会发现这些信息的系统性不够。另一方面，在各个领域应用紫外发光器件和探测器的开发人员和工程师往往不理解材料和器件开发的复杂性。本书的目的就是把所有这些进展置于同一背景下，提供Ⅲ族氮化物材料、紫外光电器件及其应用的最新技术的全面综述。目标读者为研究人员和电气工程师，材料科学、物理学研究生以及科学家，将紫外发光器件和探测器应用到各领域的开发人员。本书提供了Ⅲ族氮化物材料的概述，包括其结构、光学和电学性质以及各种光电元器件，如UV-LED、紫外激光器和光电探测器的关键性能。
本书还提供了一些关键紫外发光器件和探测器应用的介绍，包括水净化、光疗、气敏传感、荧光激发、植物生长照明和UV固化。虽然每个章节都是独立的，并可以不需其他章节的知识来理解，但对各章的组织也是有意选择的。首先集中于基础材料的属性，随后章节集中在紫外器件，而最后几个章节描述紫外发光器件和探测器的关键应用。在第1章，Michael Kneissl介绍了Ⅲ族氮化物紫外发光器件的技术及其应用。第2章Matthias Bickermann回顾了氮化铝体衬底的生长和结构特性。第3章中，Eberhard Richter，Sylvia Hagedorn，Arne Knauer和Markus Weyers回顾了使用蓝宝石作为衬底用于UV范围内氮化物基发光器件，尤其是氢化物气相外延生长低缺陷密度的AlGaN模板。第4章中，Hideki Hirayama讨论了蓝宝石衬底上低缺陷密度的AlN以及AlGaN层晶体生长技术，并给出最先进的蓝宝石DUV-LED性能特性。第5章中，Shigefusa F. Chichibu，Hideto Miyake，Kazumasa Hiramtsu和Akira Uedono深入讨论了位错和点缺陷对近带边发射AlGaN基DUV发光材料内量子效率的影响。第6章理解缺陷对UV-LED IQE的作用对于提高紫外LED效率和输出功率至关重要。器件方面，UV-LED的光偏振和光提取等由Jens Rass和Neysha Lobo-Ploch给予综述。AlN体衬底上UVC-LED的同质外延生长及其在水消毒中应用由James R.Grandusky，Rajul V. Randive，Therese C. Jordan和Leo J. Schowalter在第7章综述。Noble M.Johnson，John E.Northrup和Thomas Wunderer在第8章讨论了AlGaN量子阱激光器异质结构中的光学增益，并展示了AlGaN基紫外激光二极管发展现状。而在第9章，日盲和可见光盲紫外光电探测器由Moritz Brendel，Enrico Pertzsch，Vera Abrosimova和Torsten Trenkler进行了回顾。第10章中，Marlene A.Lange，Tim Kolbe和Martin Jekel检查了UVC-LED的水消毒应用，同时第11章中，Uwe Wollina，Bernd Seme，Armin Scheibe和Emmanuel Gutmann描述了紫外发光器件在皮肤病光疗中的应用。第12章中，Hartmut Ewald和Martin Degner回顾了紫外发光器件在气体传感中的应用，而第13章Emmanuel Gutmann，Florian Erfurth，Anke Drewitz，Armin Scheibe和Martina C.Meinke讨论了化学和生命科学领域的紫外荧光检测和光谱系统应用。第14章，Monika Schreiner，Inga Mewis，Susanne Neugart，Rita Zrenner，Melanie Wiesner，Johannes Glaab和Marcel.A.K. Jansen综述了UV LED的植物生长照明应用，特别是适用UVB光谱的次生植物代谢物诱导。最后一章中，UV LED固化应用由Christian Dreyer和Franziska Mildner综述。
我们要感谢各章的所有作者及时且准备充分的贡献。没有他们的付出，辛勤工作和持之以恒，不可能会有这本书。我们也要特别感谢施普林格科学出版社的Claus Ascheron，他提供我们编辑这本书的机会并在此期间给予持续支持。
Michael Kneissl
Jens Rass
德国柏林

光学新纪元：从物质结构到未来应用的光电技术 本书并非仅仅聚焦于某一特定材料体系或某一类器件。我们将目光投向更广阔的领域，深入探索光电技术发展的根本驱动力、核心原理、材料体系的演进脉络，以及这些技术如何以前所未有的方式重塑我们的生活与产业。从基础的量子力学与固体物理，到先进的纳米光子学与光集成，本书将为读者构建一个完整而深刻的光电技术知识体系。 第一章：光与物质的奇妙邂逅——基础原理与量子视角 本章将从最根本的层面，剖析光与物质相互作用的本质。我们将回顾经典电磁理论对光的描述，并迅速引入量子力学的重要性。量子力学如何解释光的粒子性（光子）和波动性？如何理解原子、分子与光子的能量交换过程？我们将详细阐述光电效应的量子起源，包括光电导、光伏效应、光致发光等基本现象，并介绍黑体辐射、光电效应、康普顿散射等关键实验证据，它们如何一步步确立了光量子的概念。 接着，我们将深入探讨固体材料中的电子能带结构。为什么不同的材料对光的响应差异巨大？P-N结、半导体、绝缘体、金属的能带结构有何本质区别？我们将详细介绍费米能级、导带、价带、禁带宽度等概念，并解释它们如何决定了材料的光学性质和电学性质。通过理解能带理论，我们才能更深刻地理解光如何被吸收、发射，以及电子如何在材料内部迁移。 此外，本章还将触及声子（晶格振动）与电子的耦合，这对于理解非辐射跃迁、热退化等现象至关重要。我们将介绍激子（束缚的电子-空穴对）的概念，以及其在光电过程中的作用，特别是在发光材料中。对这些基础理论的扎实掌握，将为后续章节中对各类光电器件的深入分析奠定坚实的基础。 第二章：材料的舞台——光电功能材料的璀璨星河 光电技术的进步离不开功能材料的创新。本章将对当前和未来具有重要潜力的各类光电功能材料进行全面梳理和深入分析。 我们将首先回顾传统但依然重要的无机半导体材料，如硅（Si）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等。它们各自的物理化学性质、成熟的制备工艺以及在太阳能电池、LED、光电探测器等领域的经典应用将得到详细介绍。我们会探讨它们在禁带宽度、载流子迁移率、光学带隙等关键参数上的优势与局限。 随后，我们将聚焦于新兴的、正以前所未有的速度发展的有机光电材料。包括有机半导体（如聚合物、小分子）在有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池（OPV）、有机光电探测器等方面的应用。我们将分析其分子结构与性能之间的关联，以及它们在柔性、透明、低成本制造方面的独特优势。 此外，量子点（Quantum Dots）——这些尺寸在纳米级别的半导体晶体，将是本章的另一大亮点。我们将详细介绍量子点的尺寸量子限制效应，如何通过控制尺寸来精确调控其发光颜色和吸收光谱。量子点在显示技术、生物成像、LED照明、太阳能电池等领域的颠覆性应用潜力将得到深入挖掘。 钙钛矿（Perovskites）材料，以其卓越的光电转换效率和易于加工的特性，正迅速成为光电领域的研究热点。我们将深入探讨钙钛矿材料的晶体结构、能带特性，以及其在太阳能电池、LED、光电探测器等方面的最新进展。同时，我们也会讨论其稳定性等亟待解决的挑战。 最后，本章还将涉猎其他新兴材料，如二维材料（如石墨烯、MXenes）在光电领域的潜在应用，以及掺杂、合金化等改性手段如何优化材料性能。 第三章：从微观到宏观——核心光电器件的设计与运作 本章将重点解析各类核心光电器件的设计理念、工作机理、性能评价指标以及面临的挑战。 3.1 光生电荷转换器件： 太阳能电池（Photovoltaic Devices）： 从传统的晶硅太阳能电池，到异质结、薄膜电池，再到新兴的有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、量子点太阳能电池，我们将详细分析其P-N结或肖特基结结构，光吸收、载流子产生、分离、传输和收集的全过程。我们会深入探讨开路电压、短路电流、填充因子、能量转换效率等关键参数，并分析提高效率和稳定性的策略。 光电探测器（Photodetectors）： 各种类型的光电探测器，包括光电导探测器、光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、光电倍增管（PMT）等。我们将阐述它们如何将光信号转换为电信号，并重点分析其响应速度、灵敏度、噪声水平等性能指标，以及它们在通信、成像、传感等领域的广泛应用。 3.2 电生光发射器件： 发光二极管（Light-Emitting Diodes, LEDs）： 从早期的GaAs基LED，到GaN基蓝、绿、白光LED，再到有机LED（OLED）和量子点LED（QLED）。本节将深入剖析PN结中的载流子复合发光机理，如何通过材料选择和结构设计实现不同颜色、高效率的发光。我们将讨论色温、显色指数、光效等评价指标，以及LED在照明、显示、通信等领域的革命性影响。 激光器（Lasers）： 重点介绍半导体激光器，包括其工作原理、增益介质、谐振腔结构。我们将讨论阈值电流、输出功率、波长、光谱线宽等参数，以及不同材料体系（如GaAs、InP、GaN）的激光器特性。激光器在光通信、数据存储、工业加工、医疗等领域的关键作用将贯穿始终。 3.3 光电调制与开关器件： 光调制器（Modulators）： 介绍基于电光效应、磁光效应、声光效应等原理的光调制器。我们将重点关注电光调制器，如Pockels效应和Kerr效应，它们如何将电信号转换为光信号的强度、相位或偏振变化。在光通信领域，高速、低损耗的光调制器是核心器件。 光开关（Optical Switches）： 探讨用于光网络中的光开关，如何实现光信号的路由和切换。我们将简要介绍其基本工作原理和不同类型。 第四章：集成与互联——光电系统与未来趋势 本章将超越单一器件的范畴，探讨如何将各种光电器件集成起来，构建更复杂、更强大的光电系统，并展望未来的发展方向。 4.1 光集成与光子集成电路（PIC）： 我们将介绍光子集成电路（PIC）的概念，它类似于电子集成电路（IC），将多个光电器件（如激光器、调制器、探测器、波导等）集成到同一芯片上。我们将讨论PIC的优势，如体积小、功耗低、集成度高，以及其在光通信、数据中心、高性能计算等领域的巨大潜力。我们将简要介绍不同工艺平台（如硅光子、III-V族化合物半导体）在PIC制造中的作用。 4.2 光电接口与传感技术： 光电器件是连接物理世界与数字世界的重要接口。本章将探讨光电传感技术如何用于测量各种物理量，如光强、温度、压力、气体浓度等。我们将介绍图像传感器（如CMOS、CCD）、光谱仪、激光雷达（LiDAR）等典型应用。 4.3 互联互通——光通信的基石： 光通信是现代信息社会不可或缺的支撑。我们将回顾光纤通信的发展历程，并重点介绍光电器件在其中的关键作用，包括光信号的产生、传输、接收和处理。从光纤本身到光收发模块，再到光网络中的各种无源和有源器件，都离不开光电技术的支撑。 4.4 跨界融合与前沿探索： 我们将展望光电技术的未来发展方向，包括： 人机交互的革新： 增强现实（AR）、虚拟现实（VR）中的光电技术应用，例如高分辨率显示、眼动追踪、深度感知。 生物医学的突破： 光声成像、光遗传学、微流控芯片上的光电器件在疾病诊断和治疗中的应用。 新能源的展望： 更高效的太阳能电池、能量收集技术。 量子技术的萌芽： 量子通信、量子计算中的光电器件。 人工智能与光电的结合： 光计算（Optical Computing）、光神经网络（Optical Neural Networks）。 本书旨在为读者提供一个全面、深入、富有前瞻性的光电技术视角。无论您是初学者，还是相关领域的专业人士，都能从中获得启发，理解光电技术如何从基础科学走向实际应用，并如何持续推动人类社会的进步。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对半导体物理和器件制造流程有着初步了解的工程师，目前我的工作涉及到一些可见光LED的研发，但对于紫外光电子器件，尤其是基于氮化物的技术，还停留在相对表面的认识。因此，我购买这本《紫外光电子器件——氮化物技术及应用》，是希望能深入理解氮化物（例如GaN、InGaN等）在紫外光发射过程中扮演的关键角色。我尤其关注的是，书中会否详细阐述氮化物半导体材料的外延生长技术，例如MOCVD或MBE的具体工艺参数、基底选择、以及如何通过控制生长条件来优化材料的质量，减少缺陷，从而提升器件的效率和寿命。此外，我也很想知道，在器件结构设计方面，氮化物紫外光电子器件有哪些独特的挑战和解决方案？例如，如何有效管理材料内部的应力，如何实现高效率的载流子注入和复合，以及如何设计合适的电极和封装以应对紫外光特有的腐蚀性和能量损耗问题。这本书能否提供一些具体的器件结构示意图和性能测试数据，让我能够将其与我熟悉的可见光LED器件进行对比分析，从而获得更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

对于从事医学和生物研究领域的研究者来说，紫外光，特别是UVC波段，在杀菌消毒方面有着不可替代的作用。我最近一直在关注基于氮化物的深紫外LED技术，因为它们相比传统的汞灯，在环保、体积、能耗和使用寿命等方面具有显著优势。我购买了《紫外光电子器件——氮化物技术及应用》，希望书中能提供关于氮化物深紫外LED在实际应用中的详细案例。比如，在医疗卫生领域，这些器件能否用于空气净化、水处理、医疗器械表面消毒？在食品安全领域，它们又有哪些创新应用，例如延长食品保质期？我更关心的是，书中是否会探讨不同波长的紫外光对微生物的杀灭效果，以及如何在特定应用场景下选择最合适的氮化物紫外光电子器件。此外，书中对于器件的可靠性、稳定性和安全性是否有相关的论述？毕竟，在直接面向公众的杀菌消毒应用中，这些因素至关重要。我希望这本书能够为我提供坚实的技术支撑，指导我如何更好地利用这项前沿技术，解决实际的健康和安全问题。

评分☆☆☆☆☆

这本《紫外光电子器件——氮化物技术及应用》的封面设计着实吸引人，深邃的蓝色背景搭配闪耀的紫外光图案，仿佛预示着内容将带领我们探索一个神秘而充满能量的光学世界。我是一名对新兴科技领域充满好奇的普通读者，一直以来对LED照明的未来发展非常关注，特别是那些能够发出高强度、高纯度紫外光的器件。了解到这本书聚焦于氮化物技术，我便满怀期待地想知道，这种材料究竟是如何被“驯服”，并在此基础上构建出性能卓越的紫外光电子器件的。我特别好奇，书中会详细介绍氮化物材料的生长机理、晶体结构特点，以及这些微观层面的特性如何转化为宏观的光电性能。比如，高纯度紫外光的产生是否与材料的缺陷控制、掺杂技术息息相关？书中会不会用通俗易懂的图示或类比来解释这些复杂的技术原理，让我这个非专业人士也能大致领会其精髓？我期待这本书能解答我在日常生活中对“紫外线”的各种疑问，比如它在杀菌消毒、固化材料、甚至是未来通信等方面的具体应用案例。我希望它不仅是一本技术手册，更像是一扇窗，让我窥见氮化物技术如何推动着紫外光电子器件的革命性进步。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对前沿材料科学和纳米技术充满热情的在校大学生，最近在课堂上接触到了关于宽禁带半导体的内容，特别是氮化物在光电子领域的巨大潜力。我选择了《紫外光电子器件——氮化物技术及应用》这本书，是希望能够系统地学习氮化物半导体材料的物理性质。我特别期待书中能够详细介绍氮化物材料的电子能带结构、光学特性，比如其直接带隙的特点以及如何通过合金组分调控实现不同波长的光发射。同时，我也想了解氮化物材料在光电转换过程中的量子效率、载流子动力学等方面的详细机理。书中会不会涉及一些关于氮化物材料生长过程中可能出现的孪晶、位错等缺陷，以及这些缺陷对器件性能的影响？我希望书中能有清晰的能带图、光学吸收/发射谱图等，帮助我理解这些抽象的概念。对于未来的研究方向，我希望能从中找到氮化物材料在新型紫外光电子器件设计方面的灵感，例如量子点、纳米线等微纳结构的应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对绿色能源和智能照明系统有着浓厚兴趣的行业观察者，我一直密切关注着LED技术的最新发展。紫外光电子器件，特别是基于氮化物的技术，在我看来是下一代照明和传感技术的重要组成部分。我购买了《紫外光电子器件——氮化物技术及应用》，主要想了解氮化物技术在推动紫外LED在各个行业中的应用落地情况。例如，在固化领域，它们如何应用于UV胶水、油墨的快速固化？在通信领域，高带宽的紫外光通信是否已经有了实际的进展，氮化物技术又扮演了什么角色？在工业检测和计量领域，高精度的紫外光源在光谱分析、荧光检测方面有哪些独特的优势？书中是否会探讨氮化物紫外光电子器件的集成化、小型化趋势，以及它们在物联网、智能制造等新兴领域的应用前景？我希望能从书中获得对氮化物技术更全面的市场洞察和技术前瞻，了解这项技术究竟能为我们的社会带来哪些切实的改变和便利。