硅光子學

定　價：￥98.00

作　者：	余金中主編
出版社：	科學出版社
叢編項：
標　簽：	無機化學

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ISBN：	9787030304797	出版時間：	2011-03-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：	448	字數(shù)：

內容簡介

　　光子學是一門研究光子的產(chǎn)生和運動特性、光子同物質的相互作用及其應用的前沿學科，硅光子學專門研究硅以及硅基異質結材料（諸如sige／si、soi等）等介質材料中光子的行為和規(guī)律，著重研究硅基光子器件的工作原理、結構設計與制造以及在光通信、光計算等領域中的實際應用．《硅光子學》共19章，分別介紹硅基光子學基礎、應用和發(fā)展趨勢；硅基異質結構和量子結構的物理性質、制備方法；硅基光子器件，包括硅基發(fā)光器件、探測器、光波導器件；硅基光子晶體、硅基光電子集成、硅基光？連以及硅基太陽能電池．《硅光子學》可以作為高等院校高年級本科生和研究生的教材和參考書，也可作為半導體光子學、光電集成、光電子器件、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、計算機光互連及相關技術領域的科研人員、工程技術人員的參考書．

作者簡介

　　余金中，1965年畢業(yè)于中國科學技術大學物理系，1967年中國科學院半導體研究所研究生畢業(yè)，1991年獲日本大阪大學工學博士學位?，F(xiàn)任研究員，博士生導師。中國光子學會理事等。發(fā)表論文200多篇。享受國務院頒發(fā)的政府特殊津貼。

圖書目錄

序
前言
第1章引言
 1.1 信息時代的前沿學科——光子學
 1.2 硅電子學的發(fā)展和硅光子學的誕生
 1.3 硅光子學——高科技的焦點
 1.4 本書的內容
 參考文獻
第2章硅鍺的材料性質
 2.1 引言
 2.2 Si、Ge的晶體性質
 2.2.2 晶格常數(shù)
 2.2.3Si1-xGex的晶格失配和臨界厚度
 2.3 能帶結構
 2.3.1 Si的能帶結構
 2.3.2Si1-xGex的能帶結構
 2.3.3Si1-xGex量子結構和超晶格
 2.4Si1-xGex的電學性質
 2.4.1Si1-xGex的載流子遷移率
 2.4.2Si1-xGex/Si和Si1-xGex/Ge中的二維載流子
 2.5Si1-xGex的光學性質
 2.5.1Si1-xGex的折射率
 2.5.2Si1-xGex的吸收系數(shù)
 2.5.3Si1-xGex的光熒光譜
 2.5.4Si1-xGex的Raman光譜
 2.6弛豫Si1-xGex合金的物理參數(shù)
 2.7 結束語
 參考文獻
第3章硅基光子材料的外延生長
 3.1 引言
 3.2分子束外延技術生長Si1-xGex材料
 3.2.1 分子束外延技術簡介
 3.2.2MBe外延生長Si1-xGex材料
 3.3 UHV/CVD系統(tǒng)
 3.4 UHV/CVD材料生長動力學
 3.4.1 Si/Si同質結外延
 3.4.2Si1-xGex/Si異質結外延
 3.5 UHV/CVD外?生長Ge、GeSi和SiGeSn
 3.5.1 UHV/CVD生長Ge
 3.5.2UHV/CVD低溫外延生長Si1-xGex
 3.5.3UHV/CVD外延生長SiGeSn
 3.6 結束語
 參考文獻
第4章 SOI材料的性質及應用
 4.1 引言
 4.2 SOI的制備方法
 4.2.1 鍵合-背面腐蝕技術
 4.2.2 注氧隔離技術
 4.2.3 注氫智能剝離技術
 4.2.4 注氧鍵合技術
 4.2.5 SOI制備方法的比較
 4.3 SOI材料的表征技術
 4.3.1 SOI材料的晶體質量
 4.3.2SOI材料的載流子壽命和表面復合
 4.4 SOI的應用與發(fā)展趨勢
 4.4.1 SOI CMOS電路
 4.4.2 SOI MOSFET技術
 4.4.3SOI在微電子領域的應用及市場概況
 4.4.4 SOI技術的發(fā)展趨勢
 4.4.5 SOI光子集成技術
 參考文獻
第5章硅基發(fā)光材料與器件
 5.1 硅基材料發(fā)光機理
 5.1.1 半導體材料發(fā)光機理
 5.1.2硅基摻雜分立發(fā)光中心發(fā)光機理
 5.2 硅基發(fā)光
 5.2.1 硅納米結構發(fā)光
 5.2.2 體硅發(fā)光材料與器件
 5.2.3稀土離子摻雜硅基發(fā)光材料與器件
 5.2.4 硅基等電子發(fā)光材料與器件
 5.2.5Ge/Si量子結構及布里淵區(qū)折疊
 5.3 結束語
 參考文獻
第6章硅基光放大器和激光器
 6.1 硅基納米結構的光增益與激光器
 6.1.1 硅基納米結構光增益與激射
 6.1.2局域化硅納米晶體受限量子結構電注入受激發(fā)射
 6.2 硅基摻鉺光放大器和激光器
 6.3 硅基拉曼激光器
 6.4 硅基等電子缺陷發(fā)光光泵激射器件
 6.5 硅基異質結構混合型激光器
 6.5.1AlGaInAs/Si混合型激光器
 6.5.2硅基Si1-xGex/Si異質結結構激射器件
 6.5.3硅鍺MOS結構電注入激射器件
 6.6 硅基激光器發(fā)展前景
 參考文獻
第7章硅基量子級聯(lián)和太赫茲激光器
 7.1Si/Si1-xGex量子級聯(lián)激光器的能帶計算
 7.1.1k·p方法計算Si/Si1-xGex量子阱的空穴能級
 7.1.2中遠紅外(太赫茲)Si/Si1-xGex量子級聯(lián)激光器的能帶設計
 7.2Si/Si1-xGex量子級聯(lián)激光器的增益和損耗
 7.2.1Si/Si1-xGex量子級聯(lián)激光器的增益系數(shù)
 7.2.2Si/Si1-xGex量子級聯(lián)激光器的波導和損耗
 7.3Si/Si1-xGex量子級聯(lián)結構的外延生長和表征
 7.4Si/Si1-xGex量子級聯(lián)激光器的光電特性
 7.5 結束語
 參考文獻
第8章硅基光電探測器
 8.1 硅探測器工作原理
 8.1.1 硅PIN光電二極管
 8.1.2 硅MSM光電二極管
 8.1.3 光電探測器的性能參數(shù)
 8.2Si1-xGex垂直結構PIN光電二極管
 8.3RCESi1-xGex/Si多量子阱光電二極管
 8.3.1 共振腔探測器自洽解析理論
 8.3.2 硅基共振腔的制備
 8.3.3Si1-xGex/Si MQWRCE光電探測器的制備
 8.3.4 RCe探測器的特性
 8.4 Si基Ge光電二極管
 8.4.1 硅基Ge材料外延技術
 8.4.2 Si基Ge探測器
 8.5 硅基Ⅲ-Ⅴ族化合物光電二極管
 8.6 結束語
 參考文獻
第9章硅基光波導
 9.1 光波導中的模式
 9.2 脊形波導單模條件
 9.2.1SOI矩形截面脊形波導的單模條件
 9.2.2SOI梯形截面脊形波導的單模條件
 9.3 單模條件的計算方法
 9.3.1 束傳播法(BPM)
 9.3.2時域有限差分法(FDTD)
 9.3.3 薄膜匹配法(FMM)
 9.4 光波導的損耗
 9.4.1 截?法
 9.4.2 F-P腔光譜分析法
 9.4.3 傅里葉譜分析方法
 9.5 結束語
 參考文獻
第10章硅基微納光波導調制器
 10.1 硅基微納光波導的模式特性
 10.1.1 硅基一維限制平板波導
 10.1.2 條形波導和脊形波導
 10.2 硅基微納光波導的損耗
 10.3 硅基微納光波導的偏振相關性
 10.4 硅基微納光波導的調制
 10.4.1 光波的調制
 10.4.2 硅的光調制機理
 10.5 硅基微納光波導調制器的結構
 10.5.1硅基微納光波導調制器的電學結構
 10.5.2硅基微納光波導調制器的光學結構
 10.6 硅基微納光波導調制器進展
 10.7 結束語
 參考文獻
第11章硅基微環(huán)諧振器
 11.1 微環(huán)諧振器的工作原理
 11.1.1 單個微環(huán)
 11.1.2 級聯(lián)微環(huán)
 11.2 微環(huán)諧振器的光學性質
 11.2.1 振幅特性
 11.2.2 相位特性
 11.3 微環(huán)諧振器的設計
 11.3.1 波導的設計
 11.3.2 耦合器的設計
 11.3.3 內損耗的估算
 11.4 微環(huán)諧振器的制備與測試
 11.4.1 工藝流程
 11.4.2 電子束光刻
 11.4.3 干法刻蝕工藝
 11.4.4 氧化硅生長技術
 11.4.5 微環(huán)諧振器的測試
 11.5 SOI微環(huán)諧振器的應用
 11.5.1 光濾波器
 11.5.2 非線性光學器件
 11.5.3 光延時線與光緩存
 11.6 發(fā)展趨勢
 參考文獻
第12章硅基光波導開關陣列
 12.1 硅基光波導開關的工作原理
 12.2 硅基光波導開關陣列的拓撲結構
 12.2.1完全無阻塞型光波導開關陣列
 12.2.2重排無阻塞型光波導開關陣列
 12.2.3 阻塞型光開關陣列
 12.3 器件參數(shù)與熱光效應
 12.4 器件的模擬分析與優(yōu)化
 12.5 硅基光開關陣列的性能
 12.6 結束語
 參考文獻
第13章硅基陣列波導光柵
 13.1 陣列波導光柵的工作原理
 13.2 AWG的器件參數(shù)和設計
 13.3 AWG的計算機模擬
 13.4 AWG性能的優(yōu)化
 13.5 AWG的制備
 13.6 AWG的特性和應用
 參考文獻
第14章硅基光耦合器
 14.1 引言
 14.2 模?變換器
 14.2.1 正向楔形模斑變換器
 14.2.2 反向楔形模斑變換器
 14.2.3 狹縫式模斑變換器
 14.3 棱鏡耦合器
 14.3.1 反向棱鏡耦合器
 14.3.2 折射率漸變半透鏡耦合器
 14.4 光柵耦合器
 14.4.1 垂直型光柵耦合器
 14.4.2 水平雙光柵耦合器
 14.5 結束語
 參考文獻
第15章硅基光子晶體
 15.1 引言
 15.2 光子晶體的理論
 15.2.1基于Bloch理論的平面波展開法
 15.2.2 超元胞方法
 15.2.3 有限時域差分法
 15.2.4 計算舉例:負折射效應
 15.3 硅基光子晶體的制備
 15.3.1 三維硅基光子晶體的制備
 15.3.2 二維硅基光子晶體的制備
 15.3.3二維硅基光子晶體器件設計與應用
 15.4 結束語
 參考文獻
第16章硅基光互連
 16.1 引言
 16.2 微電芯片中的互連技術
 16.2.1 電互連技術的特點
 16.2.2 光互連的優(yōu)勢
 16.2.3 實現(xiàn)光互連的方式
 16.3 硅基片上光互連
 16.3.1 硅作為光子學材料的優(yōu)勢
 16.3.2硅基光互連系統(tǒng)中的關鍵器件
 16.4 片上?互連技術
 16.4.1 片上光學時鐘網(wǎng)絡
 16.4.2 片上光學數(shù)據(jù)總線
 16.4.3 片上光學網(wǎng)絡
 16.5 結束語
 參考文獻
第17章硅基慢光器件
 17.1 引言
 17.2 慢光基礎
 17.2.1 基本概念
 17.2.2 基于材料色散的慢光
 17.2.3 基于波導色散的慢光
 17.2.4 延遲、帶寬與損耗
 17.3 硅基波導慢光器件
 17.3.1 硅基微環(huán)諧振腔中的慢光
 17.3.2 硅基光子晶體慢光
 17.4 慢光的應用
 17.5 結束語
 參考文獻
第18章硅基光子集成
 18.1 引言
 18.2 單片硅基光子集成
 18.2.1 硅基光子集成回路
 18.2.2硅基光子集成模塊及其應用
 18.2.3單片硅基光子集成的發(fā)展方向
 18.3 混合硅基光子集成
 18.3.1 混合集成技術的主要進展
 18.3.2 硅基光子集成的制作因素
 18.4 硅基光子集成的未來
 參考文獻
第19章硅基太陽能電池
 19.1 太陽能電池工作原理
 19.1.1 半導體pn結光伏效應
 19.1.2光伏參數(shù)與材料性質的關系
 19.1.3單帶隙半導體太陽能電池的極限效率
 19.1.4 光伏效應的起源
 19.2 晶體硅太陽能電池
 19.2.1 晶體硅電池效率的進展
 19.2.2 晶體硅電池的研發(fā)動向
 19.3 非晶硅基薄膜太陽能電池
 19.3.1非晶硅基薄膜材料的結構和電子態(tài)
 19.3.2非晶硅基薄膜材料的光致變化和抑制途徑
 19.3.3非晶硅和?晶鍺硅單結電池
 19.3.4非晶硅/非晶鍺硅疊層電池
 19.4 微晶硅太陽能電池
 19.4.1 微晶硅及納米硅薄膜材料
 19.4.2 非晶硅/微晶硅疊層電池
 19.5 多晶硅薄膜太陽電池
 19.6 第三代硅基薄膜太陽能電池
 19.6.1 全硅三結疊層電池
 19.6.2 硅量子點電池
 19.6.3 黑硅電池
 參考文獻
《半導體科學與技術叢書》已出版書目