Теория поглощения и испускания света в полупроводниках

Автор(ы):Грибковский В. П.
23.12.2015
Год изд.:1975
Описание: В книге с единой точки зрения излагается теория поглощения и усиления света, спонтанной и стимулированной рекомбинации в полупроводниках. Особое внимание уделено взаимодействию вещества с мощными потоками излучения, которые приводят к появлению эффектов насыщения. Впервые в монографической литературе по полупроводникам рассмотрен ряд принципиальных вопросов теории люминесценции: изложена методика вычисления люминесценции как превышения над фоном теплового испускания, сформулирован критерий появления отрицательной люминесценции, проанализировано универсальное соотношение между спектрами люминесценции и поглощения при отсутствии термодинамического равновесия, показана аналогия оптических свойств сложных молекул и полупроводников. Рассчитана на научных сотрудников, аспирантов, специалистов, занимающихся разработкой, созданием и применением полупроводниковых лазеров, фототропных фильтров и оптоэлектронных устройств. Может быть также использована студентами физических факультетов вузов.
Оглавление:
Теория поглощения и испускания света в полупроводниках — обложка книги. Обложка книги.
Введение [3]
Глава I. Общая характеристика полупроводников [7]
  § 1. Кристаллическая природа полупроводников [7]
    Типы полупроводников [7]
    Химическая связь в кристаллах [8]
    Прямая и обратная решетки [10]
    Классификация кристаллических решеток [14]
    Индексы Миллера [18]
    Определение ориентации кристаллов [20]
    Несовершенства в кристаллических структурах [23]
  § 2. Электронные состояния в твердых телах [26]
    Исходные положения зонной теории [26]
    Модель Зоммерфельда. Плотность состояний [28]
    Модель Кронига и Пенни. Энергетические зоны [32]
    Функции Блоха [38]
    Зоны Бриллюэна [40]
    Классификация электронных состояний [41]
    Эффективная масса [43]
    Дырки [45]
    Энергетические уровни примесей [46]
  § 3. Статистика электронов в полупроводниках [51]
    Функция Ферми—Дирака [51]
    Уровень Ферми в собственном невырожденном полупроводнике [53]
    Интегралы Ферми—Дирака [55]
    Произведение n*р* [57]
    Фактор спинового вырождения примесного уровня [58]
    Смещение уровня Ферми при легировании полупроводника [59]
    Классификация твердых тел на проводники, изоляторы и полупроводники [61]
  § 4. Колебания кристаллической решетки [62]
    Температура Дебая [62]
    Колебания одномерной решетки, состоящей из одинаковых атомов [65]
    Линейная цепочка, состоящая из атомов двух сортов [68]
    Гармонические колебания трехмерной решетки [72]
    Фононы [75]
  § 5. Экситоны и поляроны [77]
    Квазичастицы в твердых телах [77]
    Трансляционное и внутреннее движение экситонов большого радиуса [79]
    Поляроны [83]
Глава II. Основные механизмы взаимодействия света с полупроводниками [85]
    Вводные замечания [85]
  § 6. Оптические переходы зона—зона [86]
    Скорости стимулированных и спонтанных переходов [86]
    Край полосы собственного поглощения [91]
    Скорость суммарной спонтанной рекомбинации [95]
  § 7. Люминесценция [97]
    Определение люминесценции Вавилова—Видемана [97]
    Универсальное соотношение между спектрами поглощения и люминесценции [100]
    Отрицательная люминесценция [105]
    Линейная и квадратичная скорости люминесценции [107]
    Энергетический и квантовый выход люминесценции [109]
    Длительность люминесценции и времена жизни избыточных носителей [114]
    Поляризация излучения [118]
    Горячая люминесценция [121]
  § 8. Экситонный механизм поглощения и испускания света [124]
    Специфика экситонных оптических переходов [124]
    Прямые оптические переходы свободных экситонов [126]
    Непрямые экситонные оптические переходы [130]
    Связанные экситоны [135]
    Светоэкситоны (поляритоны) [137]
    Неравновесное распределение экситонов по кинетической энергии [138]
    Кинетические уравнения [140]
    Правило Урбаха [144]
  § 9. Оптические переходы в примесном полупроводнике [147]
    Эффект Бурштейна—Мосса [147]
    Захват и эмиссия носителей заряда дефектами кристалла [150]
    Примесное краевое поглощение и испускание [157]
    Рекомбинация донорно-акцепторных пар [161]
  § 10. Поглощение инфракрасного излучения свободными носителями и кристаллической решеткой [167]
    Оптические переходы электронов и дырок в пределах одной зоны (подзоны) [167]
    Поглощение света при переходах между подзонами одной вырожденной зоны [172]
    Поглощение света кристаллической решеткой [175]
    Собственные колебания плазмы [178]
  § 11. Безизлучательная рекомбинация [182]
    Рекомбинация Оже [182]
    Поверхностная рекомбинация [191]
    Неоптические переходы в дефектах кристалла [192]
  § 12. Изменение оптических свойств полупроводников под действием внешних сил [192]
    Зависимость ширины запрещенной зоны от температуры [192]
    Влияние давления на зонную структуру [195]
    Эффект Келдыша—Франца [198]
    Эффект Штарка [200]
    Ионизация экситонов в электрическом поле [202]
    Магнетооптические явления [203]
    Модуляционная спектроскопия [206]
Глава III. Поглощение света и фотолюминесценция при интенсивном возбуждении [210]
  § 13. Эффекты насыщения в системах с дискретными уровнями энергии [210]
    Ограниченность законов линейной оптики [210]
    Общее решение системы стационарных кинетических уравнений [211]
    Параметры нелинейности [215]
    Насыщение поглощения изотропной, линейно поляризованной и естественной радиации [218]
    Вынужденный дихроизм [220]
    Деполяризация люминесценции [221]
    Обобщение классической формулы Левшина [222]
    Гармонический осциллятор — уникальная модель вещества [223]
  § 14. Просветление полупроводников на частоте возбуждающего света [226]
    Модель двух дискретных уровней [226]
    Модель параболических зон с правилом отбора по волновому вектору [229]
    Модель параболических зон без правил отбора по волновому вектору [236]
    Модель гауссовых примесных зон [238]
    Влияние легирующих примесей на характер зависимости коэффициента поглощения от накачки [240]
    Насыщения поглощения в условиях рекомбинации Оже [246]
  § 15. Деформация спектров поглощения и люминесценции. Насыщение усиления [251]
    Однородное и неоднородное уширение спектральных линий [251]
    Начальный этап изменения спектров поглощения и люминесценции [253]
    Пределы деформации спектров поглощения и люминесценции [254]
    Общие закономерности насыщения усиления [258]
    Насыщение усиления в двухуровневой схеме [259]
  § 16. Двухфотонное поглощение [261]
    Коэффициент двухфотонного поглощения [261]
    Условия экспериментального наблюдения двухфогонного поглощения [267]
    Фотолюминесценция и фотопроводимость при двухфотонном возбуждении [269]
    Прохождение ультракоротких импульсов света через полупроводниковые кристаллы [271]
  § 17. Насыщение поглощения в конечных объемах вещества [273]
    Зависимость пропускания плоскопараллельных пластин от интенсивности света [273]
    Экспериментальные методы обнаружения эффектов насыщения [279]
    Расчет функции K (S) на основании экспериментальных данных [282]
    Условие равномерного возбуждения просветляющегося цилиндрического стержня [283]
  § 18. Экситон-экситонное взаимодействие при низких температурах [285]
    Появление новых линий излучения [285]
    Экситонные молекулы [287]
    Экситонная жидкость [291]
    Бозе-эйнштейновская конденсация экситонов и экситонных молекул [296]
    Многообразие форм коллективного взаимодействия носителей [298]
Глава IV. Полупроводниковые лазеры [300]
  § 19. Исходные положения квантовой электроники [300]
    Возникновение новой науки [300]
    Активные среды [301]
    Способы накачки [303]
    Оптические резонаторы [304]
    Энергетическое и интерференционное условия получения генерации [306]
    Генерация по трехуровневой и четырехуровневой схемам [309]
    Влияние резонатора на поглощение света и люминесценцию [313]
  § 20. Зависимость порогового тока от спектроскопических характеристик вещества и параметров резонатора [316]
    Активный слой инжекционных гомо- и гетеролазеров [316]
    Соотношение между пороговым током, мощностью и квантовым выходом люминесценции [321]
    Зависимость порога генерации от толщины активного слоя [323]
    Зависимость порогового тока от коэффициента потерь в модели параболических зон [325]
    Ток инверсии и параметр * [328]
    Стимулированное испускание с участием хвостов зон и примесных зон [331]
    Поглощение излучения свободными носителями в активном слое [337]
    Температурная зависимость порогового тока для неоднородного активного слоя [339]
    Учет зависимости функции плотности состояний от уровня заполнения зон [339]
  § 21. Мощность и к. п. д. генерации лазерных диодов [340]
    Рост люминесценции после преодоления порога [340]
    Внутренний квантовый выход генерации [343]
    Оптимальный режим генерации [345]
    Экспериментальное определение лазерных параметров [350]
  § 22. Спектральные и пространственные характеристики генерируемого излучения [354]
    Типы электромагнитных колебаний в оптическом резонаторе [354]
    Одномодовый и многомодовый режимы генерации [358]
    Экспериментальное определение спектра усиления активной среды на основании универсального соотношения (7.18) [363]
    Угол расходимости лазерного луча [365]
    Лазеры с распределенной обратной связью [369]
  § 23. Радиационный шум в лазерах [371]
    Люминесценция — неустранимый источник радиационного шума в лазерах [371]
    Коэффициент потерь радиации шума [374]
    Влияние шума на порог генерации [376]
    Рассеяние генерируемого излучения в активной среде [378]
    Инжекционный лазер с непланарным р—n-переходом [379]
  § 24. Временные характеристики генерации [381]
    Динамические режимы работы лазеров [381]
    Время задержки генерации [383]
    Зависимость порогового тока от длительности возбуждающего импульса [387]
    Переходный режим генерации [388]
    Амплитудная и частотная автомодуляция излучения [391]
    Генерация наносекундных импульсов излучения в режиме модулированной добротности [394]
    Генерация пикосекундных импульсов излучения в режиме самосинхронизации мод [395]
  § 25. Полупроводниковые лазеры с оптическим и электронным возбуждением [397]
    Особенности оптической накачки [397]
    Порог генерации с учетом насыщения поглощения возбуждающего света [768] [402]
    Мощность и к. п. д. генерации [405]
    Просветление пассивных областей пластинчатых лазеров [769] [407]
    Экситонный механизм генерации излучения [410]
    Возбуждение генерации пучком быстрых электронов [414]
Литература [419]
Предметный указатель [455]
Формат: djvu
Размер:4406745 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 518 Рейтинг
Открыть: