半导体材料

目录 第1章半导体材料概述 1 1.1半导体材料的发展与应用 1 1.2半导体材料的概念与性质 8 1.2.1半导体材料的概念 8 1.2.2半导体材料的性质 16 第2章典型半导体材料 19 2.1硅、锗单质半导体材料 19 2.1.1硅 19 2.1.2锗 24 2.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料 29 2.2.1光学性质 32 2.2.2杂质自补偿特性 33 2.2.3应用概述 33 2.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 34 2.3.1基本性质 37 2.3.2晶体结构、化学键和极性 37 2.3.3部分重要 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的应用 39 2.4非晶半导体材料 40 2.4.1非晶半导体物理特性 40 2.4.2非晶态半导体制备 42 2.4.3非晶态半导体特性分析 42 2.4.4非晶态半导体的应用 43 2.5有机半导体材料 44 2.5.1有机半导体材料的基本性质 44 2.5.2有机半导体材料的分类 45 2.5.3有机半导体材料的应用 51 第3章半导体材料的制备与工艺 53 3.1半导体单晶的制备方法 53 3.1.1单晶提纯 53 3.1.2单晶生长 56 3.1.3晶片的制备 61 3.2半导体薄膜生长方法 63 3.2.1外延生长介绍 63 3.2.2真空蒸发镀膜法 64 3.2.3溅射法镀膜 67 3.2.4离子成膜技术 68 3.2.5化学气相沉积法 70 第4章纳米半导体材料 72 4.1纳米半导体材料的物理效应和特性 72 4.1.1半导体材料的物理效应 73 4.1.2纳米半导体材料的基本特性 76 4.2一维硅、锗纳米半导体 77 4.2.1硅纳米线 77 4.2.2硅纳米管 79 4.2.3锗纳米线 79 4.3一维氧化锌纳米材料 80 4.3.1一维氧化锌纳米材料的制备方法 81 4.3.2一维氧化锌纳米材料的应用 84 4.4碳纳米管 85 4.4.1碳纳米管的结构 85 4.4.2碳纳米管的性质 87 4.4.3碳纳米管的制备 88 4.4.4碳纳米管的纯化方法 91 4.4.5碳纳米管的应用 91 4.4.6表征技术 93 4.5其他半导体量子材料 94 4.5.1半导体量子点材料 94 4.5.2半导体量子线材料 98 第5章半导体材料测试与表征 102 5.1半导体材料微区电阻测试技术 103 5.1.1微区薄层电阻测试方法 104 5.1.2微区电阻测试方法的基本原理 104 5.1.3四探针测试方法 105 5.2霍尔效应测试方法 107 5.2.1霍尔效应的基本原理 107 5.2.2霍尔测试样品 109 5.2.3霍尔测试条件 110 5.3俄歇电子能谱 111 5.3.1俄歇能谱测试系统 111 5.3.2俄歇电子能谱表面分析技术 112 5.3.3俄歇电子谱在半导体领域中的典型应用 114 5.4红外光谱分析技术 117 5.4.1傅里叶变换红外光谱优点 118 5.4.2傅里叶变换红外光谱测试系统 118 5.4.3红外光谱测试样品制备 120 5.4.4测试条件 121 5.5扫描探针显微镜 121 5.5.1扫描隧道显微镜 121 5.5.2原子力显微镜 125 5.5.3扫描近场光学显微镜 128 附录 A Si半导体特性参数 132 A.1基本参数 (300K) 132 A.2能带结构与载流子浓度 133 A.3电学性质 133 A.4光学性质 133 A.5热力学性能 133 附录 B Ge半导体特性参数 134 B.1基本参数 (300K) 134 B.2能带结构与载流子浓度 135 B.3电学性质 135 B.4光学性质 135 B.5热力学性能 135 附录 CC半导体特性参数 136 C.1基本参数 (300K) 136 C.2能带结构与载流子浓度 137 C.3电学性质 137 C.4热力学性能 137 附录 D GaAs半导体特性参数 138 D.1基本参数 138 D.2能带结构与载流子浓度 139 D.3电学性质 139 D.4热力学性能 139 附录 E GaN半导体特性参数 140 E.1纤锌矿型GaN基本参数 140 E.2力学性能相关参数 141 E.3纤锌矿型 GaN波传播特性 141 E.4闪锌矿型 GaN力学性能相关参数 142 E.5闪锌矿型 GaN波传播特性 142 E.6 GaN的热性能参数 143 E.7纤锌矿型 GaN电学和光学特性 143 E.8闪锌矿型 GaN电学和光学特性 145 附录 F AlN半导体特性参数 146 F.1与纤锌矿机械性能相关的参数 146 F.2与闪锌矿机械性能相关的参数 147 F.3闪锌矿型 AlN波传播特性 147 F.4纤锌矿型 AlN的热性能相关参数 147 F.5纤锌矿型 AlN的光电性能相关参数 148 F.6闪锌矿型 AlN的光电性能相关参数 149 参考文献 151