納米光電子器件

序

前言

第1章 半導(dǎo)體量子點(diǎn)的自組織生長(zhǎng)

1.1 量子點(diǎn)材料的類型和性質(zhì)

1.2 量子點(diǎn)自組織生長(zhǎng)的基本原理

1.3 基于S—K模式的量子點(diǎn)自組織生長(zhǎng)

1.3.1 InAs/GaAs量子點(diǎn)

1.3.2 InSb/GaSb量子點(diǎn)

1.3.3 CdSe量子點(diǎn)

1.3.4 Ge/Si量子點(diǎn)

1.4 有序量子點(diǎn)的可控自組織生長(zhǎng)

1.4.1 垂直排列量子點(diǎn)的生長(zhǎng)

1.4.2 高指數(shù)面襯底上的量子點(diǎn)生長(zhǎng)

1.4.3 圖形化襯底上的量子點(diǎn)生長(zhǎng)

1.4.4 采用近場(chǎng)光的納米結(jié)構(gòu)加工

1.4.5 有序Sl基納米結(jié)構(gòu)的自組織化生長(zhǎng)

1.5 量子點(diǎn)的化學(xué)合成方法簡(jiǎn)介

1.5.1 化學(xué)氣相沉積法

1.5.2 溶膠—凝膠法

1.5.3 模板合成法

1.5.4 化學(xué)溶液沉淀法

參考文獻(xiàn)

第2章 半導(dǎo)體量子點(diǎn)的物理性質(zhì)

2.1 半導(dǎo)體量子點(diǎn)中的電子狀態(tài)

2.1.1 箱形量子點(diǎn)

2.1.2 球形量子點(diǎn)

2.1.3 Ⅱ型量子點(diǎn)

2.2 量子點(diǎn)中的電子輸運(yùn)性質(zhì)

2.2.1 單電子隧穿與庫(kù)侖阻塞

2.2.2 耦合量子點(diǎn)中的電子輸運(yùn)

2.3 量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)

2.3.1 量子尺寸約束效應(yīng)

2.3.2 量子限制斯塔克效應(yīng)

2.3.3 光學(xué)非線性效應(yīng)

2.3.4 量子點(diǎn)中的激子態(tài)

2.4 量子點(diǎn)的磁學(xué)性質(zhì)

2.4.1 近藤效應(yīng)

2.4.2 自旋磁阻現(xiàn)象

2.5 半導(dǎo)體量子點(diǎn)的器件應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第3章 量子點(diǎn)激光器

3.1 量子點(diǎn)激光器的物理性能

3.1.1 高度壓縮的態(tài)密度

3.1.2 閾值電流密度

3.1.3 微分增益

3.1.4 調(diào)制特性

3.2 量子點(diǎn)激光器對(duì)材料性質(zhì)的要求

3.3 不同類型的量子點(diǎn)激光器

3.3.1 Ⅲ—Ⅴ族化合物量子點(diǎn)激光器

3.3.2 Ⅱ—Ⅵ族化合物量子點(diǎn)激光器

3.3.3 Si量子點(diǎn)激光器

3.3.4 InGaN/GaN量子點(diǎn)激光器

3.4 量子點(diǎn)激光器中的載流子輸運(yùn)動(dòng)力學(xué)

3.5 量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管

3.6 量子點(diǎn)發(fā)光二極管

參考文獻(xiàn)

第4章 量子點(diǎn)紅外探測(cè)器

4.1 光探測(cè)器的性能參數(shù)

4.2 量子點(diǎn)紅外探測(cè)器的物理性能

4.3 不同類型的量子點(diǎn)紅外探測(cè)器

4.3.1 InAs/GaAs量子點(diǎn)探測(cè)器

4.3.2 InGaAs/GaAs量子點(diǎn)探測(cè)器

4.3.3 高溫工作量子點(diǎn)探測(cè)器

4.3.4 Ge與Si量子點(diǎn)紅外探測(cè)器

4.3.5 量子點(diǎn)/聚合物結(jié)構(gòu)紅外探測(cè)器

4.3.6 GaN納米結(jié)構(gòu)的光探測(cè)器

參考文獻(xiàn)

第5章 量子點(diǎn)單光子發(fā)射與探測(cè)器件

5.1 單量子點(diǎn)的光學(xué)特，陸

5.1.1 單光子發(fā)射的反聚束特征

5.1.2 反聚束特征的實(shí)驗(yàn)測(cè)定

5.1.3 單量子點(diǎn)的兩種激子發(fā)射與極化現(xiàn)象

5.2 實(shí)現(xiàn)單光子發(fā)射的微腔結(jié)構(gòu)

5.3 量子點(diǎn)單光子發(fā)射器件

5.3.1 柱型微腔量子點(diǎn)單光子發(fā)射器件

5.3.2 微盤量子點(diǎn)單光子發(fā)射器件

5.3.3 單量子點(diǎn)發(fā)光二極管

5.3.4 藍(lán)光量子點(diǎn)單光子發(fā)射器件

5.3.5 產(chǎn)生糾纏光子態(tài)的單光子源器件

5.4 量子點(diǎn)單光子探測(cè)器件

5.4.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管型單光子探測(cè)器件

5.4.2 單電子晶體管型單光子探測(cè)器件

5.4.3 超導(dǎo)單光子探測(cè)器件

5.4.4 雪崩光電二極管型單光子探測(cè)器件

參考文獻(xiàn)

第6章 量子點(diǎn)太陽(yáng)電池

6.1 探索量子點(diǎn)太陽(yáng)電池的物理構(gòu)想

6.2 不同結(jié)構(gòu)組態(tài)的量子點(diǎn)太陽(yáng)電池

6.2.1 p-i-n結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)太陽(yáng)電池

6.2.2 量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)電池

6.2.3 基于多激子產(chǎn)生效應(yīng)的量子點(diǎn)太陽(yáng)電池

6.3 發(fā)展量子點(diǎn)太陽(yáng)電池的技術(shù)對(duì)策

6.3.1 量子點(diǎn)材料的選擇

6.3.2 有序量子點(diǎn)的形成

6.3.3 器件結(jié)構(gòu)組態(tài)的設(shè)計(jì)

6.3.4 量子點(diǎn)界面性質(zhì)的調(diào)整

參考文獻(xiàn)

第7章 量子點(diǎn)光放大器與光存儲(chǔ)器

7.1 量子點(diǎn)光放大器

7.1.1 量子點(diǎn)光放大器的優(yōu)異特性

7.1.2 InAs/GaAs量子點(diǎn)放大器

7.1.3 高飽和功率和高增益帶寬量子點(diǎn)光放大器

7.2 量子點(diǎn)超高速波長(zhǎng)變換器件

7.3 量子點(diǎn)光存儲(chǔ)器

7.3.1 InAs量子點(diǎn)存儲(chǔ)器

7.3.2 自旋量子點(diǎn)存儲(chǔ)器

7.3.3 ZnO量子點(diǎn)/聚合物結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器

7.3.4 CdSe/ZnSe量子點(diǎn)/碳納米管結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器

7.3.5 Si基量子點(diǎn)存儲(chǔ)器

7.4 其他納米光存儲(chǔ)器

7.4.1 近場(chǎng)光學(xué)存儲(chǔ)器

7.4.2 雙光子雙穩(wěn)態(tài)數(shù)字存儲(chǔ)器

7.4.3 分子存儲(chǔ)器

參考文獻(xiàn)

第8章 量子級(jí)聯(lián)激光器

8.1 QC激光器的新穎物理特性

8.2 QC激光器的工作原理

8.2.1 基本工作原理

8.2.2 載流子輸運(yùn)過程

8.3 QC激光器的性能參數(shù)

8.4 具有不同有源區(qū)結(jié)構(gòu)的Qc激光器

8.4.1 三阱垂直躍遷有源區(qū)QC激光器

8.4.2 超晶格有源區(qū)QC激光器

8.4.3 應(yīng)變補(bǔ)償量子阱有源區(qū)QC激光器

8.4.4 束縛—連續(xù)躍遷有源區(qū)QC激光器

8.4.5 四阱雙聲子共振有源區(qū)QC激光器

8.5 QC激光器研究的新方向

8.5.1 THzQC激光器

8.5.2 Ⅱ型QC激光器

8.5.3 光子晶體QC激光器

參考文獻(xiàn)

第9章 納米線光電子器件

9.1 半導(dǎo)體量子線中的電子狀態(tài)

9.1.1 橫截面為矩形的量子線結(jié)構(gòu)

9.1.2 橫截面為圓形的量子線結(jié)構(gòu)

9.2 納米線的光電特性

9.2.1 場(chǎng)致發(fā)射特性

9.2.2 光致發(fā)光特性

9.3 納米線光電子器件

9.3.1 納米線太陽(yáng)電池

9.3.2 納米線發(fā)光二極管

9.3.3 納米線激光器

9.3.4 納米線光電二極管

9.3.5 納米線傳感器

參考文獻(xiàn)

第10章 光子晶體器件與納米光子集成

10.1 光子晶體的結(jié)構(gòu)類型

10.2 光子晶體的基本特性

10.3 光子帶隙基礎(chǔ)

10.4 光子晶體微腔激光器

10.4.1 微腔激光器的分類

10.4.2 Ⅲ—V族化合物光子晶體微腔激光器

10.4.3 Si混合光子晶體微腔激光器

10.4.4 GaN和ZnO光子晶體微腔激光器

10.4.5 高品質(zhì)因子微腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

10.4.6 光子晶體發(fā)光二極管

10.4.7 光子晶體器件集成

10.5 光子晶體結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池

10.6 基于近場(chǎng)光的納米光子學(xué)

參考文獻(xiàn)

附錄

中英文詞匯對(duì)照2100433B

納米光電子器件是納米半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)主要分支，旨在研究各種納米光電子器件的制作方法、工作原理及其在光通信和光信息處理中的應(yīng)用等?！都{米光電子器件》結(jié)合作者的研究工作，對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行了介紹與評(píng)論。全書共分10章，第1、2章簡(jiǎn)要介紹了半導(dǎo)體量子點(diǎn)的自組織生長(zhǎng)和主要物理性質(zhì)。第3—10章著重介紹了近年發(fā)展起來的各種納米光電子器件，如量子點(diǎn)激光器、量子點(diǎn)紅外探測(cè)器、量子點(diǎn)單光子發(fā)射與探測(cè)器件、量子點(diǎn)太陽(yáng)電池、量子點(diǎn)光放大器與光存儲(chǔ)器、量子級(jí)聯(lián)激光器、納米線光電子器件、光子晶體器件與納米光子集成等，并對(duì)它們近年來的研究進(jìn)展進(jìn)行了評(píng)述。

《納米光電子器件》可供從事納米半導(dǎo)體材料與納米光電子器件研究的科技工作者參考，也可供高等學(xué)校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和光電子技術(shù)專業(yè)的師生閱讀。

納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年，國(guó)際納米科技指導(dǎo)委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個(gè)分支學(xué)科。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技，其最終目標(biāo)是人類按照自己的意識(shí)直接操縱單個(gè)原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個(gè)可見的原子、分子世界。這表明，人類正越來越向微觀世界深入，人們認(rèn)識(shí)、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。有資料顯示，2010年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的第二大產(chǎn)業(yè)。