Optical Properties of Semiconductor Nanostructures pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Sadowski, Marcin L. (EDT)/ Potemski, Marek (EDT)/ Grynberg, Marian (EDT)

出品人:

页数:456

译者:

出版时间:2000-6

价格:$ 326.57

装帧:HRD

isbn号码:9780792363163

丛书系列:

图书标签:

半导体纳米结构
光学性质
纳米光学
半导体物理
量子点
纳米材料
光电子学
光谱学
材料科学
光学

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具体描述

Optical methods for investigating semiconductors and the theoretical description of optical processes have always been an important part of semiconductor physics. Only the emphasis placed on different materials changes with time. Here, a large number of papers are devoted to quantum dots, presenting the theory, spectroscopic investigation and methods of producing such structures. Another major part of the book reflects the growing interest in diluted semiconductors and II-IV nanosystems in general. There are also discussions of the fascinating field of photonic crystals. 'Classical' low dimensional systems, such as GsAs/GaAlAs quantum wells and heterostructures, still make up a significant part of the results presented, and they also serve as model systems for new phenomena. New materials are being sought, and new experimental techniques are coming on stream, in particular the combination of different spectroscopic modalities.

固体物理学导论：从晶体结构到电子输运作者： [虚构作者姓名，例如：张伟、李明、王芳] 出版社： [虚构出版社名称，例如：科学文献出版社、高等教育出版社] 出版年份： [虚构年份，例如：2024] --- 内容提要本书旨在为物理学、材料科学、电子工程等相关专业的本科生和初级研究生提供一个全面、深入且易于理解的固体物理学基础知识体系。内容覆盖了晶体结构的几何描述、晶体中电子与声子的理论处理、晶体的能带理论、电磁辐射与固体相互作用的基础，以及对经典固体材料（如金属、半导体和绝缘体）的电学和磁学特性的经典阐述。本书特别强调物理图像的建立和数学工具的应用，力求在严谨的理论框架下，引导读者建立对凝聚态物质宏观性质微观根源的深刻理解。第一部分：晶体结构与晶格振动本部分奠定了固体物理学的几何与动力学基础。第一章：晶体结构基础本章详细介绍了晶体的基本概念，包括晶格、基矢、晶胞（原胞与晶胞）、布拉维点阵及其分类。内容涵盖了点群与空间群的基本原理，以及描述晶体中原子位置的关键工具——倒易点阵。重点讲解了常见晶体结构（如面心立方、体心立方、六方密堆积）的几何特性和密堆积原理。此外，还引入了X射线衍射的基础理论，解释了如何利用实验方法确定晶体结构。本章力求清晰区分实空间描述与倒易空间描述的物理意义，为后续能带理论的推导做好准备。第二章：晶格振动与声子理论本章进入晶体动力学领域。首先，从经典力学的角度出发，引入一维原子链的谐振子模型，推导出原子链的色散关系，并引入“声子”的概念，将其视为晶格振动的量子化准粒子。接着，将理论推广到三维晶格，讨论光学支与声学支的物理差异及其在热学性质中的作用。重点分析了布洛赫定理在晶格振动中的应用，即描述波矢量在布里渊区内的周期性。最后，本章深入探讨了声子在热容（如德拜模型与爱因斯坦模型）以及热导率中的贡献，为理解固体热学特性提供了理论框架。第二部分：电子的能带理论本部分是固体物理学的核心，专注于描述晶体中电子的量子行为。第三章：自由电子模型与能带形成本章从最简化的自由电子模型（类气体模型）出发，回顾了费米-狄拉克统计在描述电子系中的应用，计算了费米能、费米面及其对电子比热的贡献。随后，引入周期势场的概念，详细推导和阐述了布洛赫定理的数学形式及其物理内涵——电子波函数具有晶格周期性。在此基础上，系统地讲解了能带结构的形成，包括布里渊区、能隙的起源（布拉格反射机制）以及费米能线在能带图中的位置如何决定材料的电学分类（金属、绝缘体、半导体）。第四章：能带计算与有效质量本章聚焦于描述电子在能带内运动的动力学特性。引入有效质量的概念，通过推导电子在周期势场中受外力作用的运动方程，解释有效质量如何体现晶格对电子运动的修正作用，以及它在不同能带区域（如能谷）的各向异性。内容包括对电子有效质量的计算方法，以及如何利用能带结构信息计算群速度和密度泛函理论（DFT）的初步概念。本章旨在使读者理解，在晶体内部，电子不再像自由空间中那样简单运动，而是表现出一种“有效”的惯性。第五章：半导体基础物理本章专门针对半导体材料展开深入讨论。详细区分了直接带隙和间接带隙半导体。内容涵盖了本征半导体的载流子浓度、费米能级的确定，以及外加杂质引入施主和受主能级，形成N型和P型半导体。着重讨论了少数载流子和多数载流子的概念，并初步引入了半导体PN结在平衡态下的电势分布和能带弯曲现象，为后续器件物理打下基础。第三部分：电磁响应与输运现象本部分将前两部分的理论知识应用于描述固体材料与外部场相互作用的宏观现象。第六章：晶体中的电导率与输运理论本章从微观机理出发解释电导率的来源。讨论了玻尔兹曼输运方程在线性响应理论中的应用，推导出电导率与弛豫时间、态密度和费米函数之间的关系。系统分析了晶体中电子和空穴对电导的贡献。重点讨论了迁移率（Mobility）的物理意义，并分析了不同散射机制（如声子散射、杂质散射）如何影响迁移率的温度依赖性。对于半导体，详细分析了霍尔效应，用以区分电子和空穴，并测量载流子浓度和迁移率。第七章：磁学与介电性质本章探讨晶体材料对电磁场的介电响应和磁响应。在介电方面，首先复习经典电介质的极化机制（电子极化、离子极化、取向极化），然后引入朗之万理论和居里-外斯定律来描述顺电体。在磁学方面，从电子的轨道运动和自旋出发，引入磁矩的概念。详细分析了抗磁性（朗之万抗磁性与颠簸抗磁性）、顺磁性（巴比里特定律）以及铁磁性的起源（交换相互作用的概念）。本书简要地引入了固体的磁畴结构和磁晶各向异性，为理解高级磁性材料的特性做好铺垫。附录附录A：傅里叶级数与布里渊区几何附录B：费米-狄拉克统计与经典极限附录C：常用物理常数表 --- 本书特色 1. 概念驱动与数学严谨性的平衡：本书力求在介绍复杂的数学推导（如布洛赫定理、玻尔兹曼方程）的同时，始终保持清晰的物理图像解释，避免纯粹的公式堆砌。 2. 强调准粒子概念：结构性地引入了声子和有效质量等固体物理学的核心准粒子概念，帮助读者理解如何将多体系统的复杂性简化。 3. 经典基础的巩固：虽然聚焦于量子现象，但本书对晶体结构、晶格振动和经典电磁响应的详尽阐述，确保了读者对固体物理学基础有扎实的掌握。 4. 广泛的适用性：覆盖了从基础晶体学到输运理论的核心内容，为后续学习高级主题（如半导体器件、超导电性、低维物理）提供了必要的理论准备。