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