納米光電子器件是納米半導體光電子技術領域中的一個主要分支，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用等。《納米光電子器件》結合作者的研究工作，對上述內容進行了介紹與評論。全書共分10章，第1、2章簡要介紹了半導體量子點的自組織生長和主要物理性質。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，如量子點激光器、量子點紅外探測器、量子點單光子發(fā)射與探測器件、量子點太陽電池、量子點光放大器與光存儲器、量子級聯激光器、納米線光電子器件、光子晶體器件與納米光子集成等，并對它們近年來的研究進展進行了評述。
《納米光電子器件》可供從事納米半導體材料與納米光電子器件研究的科技工作者參考，也可供高等學校電子科學與技術專業(yè)和光電子技術專業(yè)的師生閱讀。
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近年，納米半導體技術的納米光電子技術獲得了長足發(fā)展。它的迅速崛起將會對未來的光通信、生命科學、計算機和新能源技術等產生革命性的影響，從而大大推動人類政治經濟社會的發(fā)展進程和徹底改變戰(zhàn)爭的對抗形式。
納米光電子器件是納米光電子技術領域的一個重要分支。該書是作者為適應我國納米光電子技術的需要，參考國內外近年發(fā)表的大量學術論文，結合自己的科研和教學實踐而編寫的科技著作。該書全面、系統(tǒng)地介紹了各種納米光電子器件的制作方法、結構特點、工作原理和光電特性，并對該領域的最新研究進展進行了評述。
該書立意新穎、內容豐富、資料翔實，具有一定的前瞻性，可作為從事納米半導體材料與納米光電子器件研究的科技工作者的參考用書，同時也可以供高等學校相關專業(yè)的教師、研究生和本科生閱讀。我相信，該書的出版會對促進我國納米光電子技術的發(fā)展，具有一定參考價值，讀者也會從中獲得有益的啟示。
目錄
序
前言
第1章 半導體量子點的自組織生長 （1）
1.1 量子點材料的類型和性質 （1）
1.2 量子點自組織生長的基本原理 （3）
1.3 基于S-K模式的量子點自組織生長 （1）
1.3.1 InAs/GaAs量子點 （4）
1.3.2 InSb/GaSb量子點 （5）
1.3.3 CdSe量子點 （5）
1.3.4 Ge/Si量子點 （6）
1.4 有序量子點的可控自組織生長 （7）
1.4.1 垂直排列量子點的生長 （7）
1.4.2 高指數面襯底上的量子點生長 （8）
1.4.3 圖形化襯底上的量子點生長 （9）
1.4.4 采用近場光的納米結構加工 （10）
1.4.5 有序Si基納米結構的自組織化生長 （11）
1.5 量子點的化學合成方法簡介 （11）
1.5.1 化學氣相沉積法 （11）
1.5.2 溶膠-凝膠法 （11）
1.5.3 模板合成法 （12）
1.5.4 化學溶液沉淀法 （12）
參考文獻 （12）
第2章 半導體量子點的物理性質 （14）
2.1 半導體量子點中的電子狀態(tài) （14）
2.1.1 箱形量子點 （14）
2.1.2 球形量了點 （16）
2.1.3 Ⅱ型量子點 （18）
2.2 量子點中的電子輸運性質 （20）
2.2.1 單電子隧穿與庫侖阻塞 （20）
2.2.2 耦合量子點中的電子輸運 （22）
2.3 量子點的光學性質 （24）
2.3.1 量子尺寸約束效應 （24）
2.3.2 量子限制斯塔克效應 （25）
2.3.3 光學非線性效應 （27）
2.3.4 量子點中的激子態(tài) （27）
2.4 量子點的磁學性質 （29）
2.4.1 近藤效應 （29）
2.4.2 自旋磁阻現象 （30）
2.5 半導體量子點的器件應用 （31）
參考文獻 （32）
第3章 量子點激光器 （34）
3.1 量子點激光器的物理性能 （34）
3.1.1 高度壓縮的態(tài)密度 （34）
3.1.2 閾值電流密度 （35）
3.1.3 微分增益 （36）
3.1.4 調制特性 （37）
3.2 量子點激光器對材料性質的要求 （37）
3.3 不同類型的量子點激光器 （38）
3.3.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物量子點激光器 （38）
3.3.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物量了點激光器 （44）
3.3.3 Si量子點激光器 （45）
3.3.4 InGaN/GaN量子點激光器 （47）
3.4 量子點激光器中的載流子輸運動力學 （48）
3.5 量子點超輻射發(fā)光管 （50）
3.6 量子點發(fā)光二極管 （53）
參考文獻 （58）
第4章 量子點紅外探測器 （60）
4.1 光探測器的性能參數 （60）
4.2 量子點紅外探測器的物理性能 （61）
4.3 不同類型的量子點紅外探測器 （63）
4.3.1 InAs/GaAs量子點探測器 （63）
4.3.2 InGaAs/GaAs量子點探測器 （66）
4.3.3 高溫工作量了點探測器 （67）
4.3.4 Ge與Si量子點紅外探測器 （69）
4.3.5 量子點/聚合物結構紅外探測器 （70）
1.3.6 GaN納米結構的光探測器 （72）
參考文獻 （72）
第5章 量子點單光子發(fā)射與探測器件 （74）
5.1 單量子點的光學特性 （74）
5.1.1 單光子發(fā)射的反聚束特征 （74）
5.1.2 反聚束特征的實驗測定 （75）
5.1.3 單量子點的兩種激子發(fā)射與極化現象 （77）
5.2 實現單光子發(fā)射的微腔結構 （78）
5.3 量子點單光子發(fā)射器件 （79）
5.3.1 柱型微腔量子點單光子發(fā)射器件 （79）
5.3.2 微盤量子點單光子發(fā)射器件 （81）
5.3.3 單量子點發(fā)光二極管 （82）
5.3.4 藍光量子點單光子發(fā)射器件 （84）
5.3.5 產生糾纏光子態(tài)的單光子源器件 （85）
5.4 量子點單光子探測器件 （86）
5.4.1 場效應晶體管型單光子探測器件 （86）
5.4.2 單電子晶體管型單光子探測器件 （87）
5.4.3 超導單光子探測器件 （88）
5.4.4 雪崩光電二極管型單光子探測器件 （89）
參考文獻 （89）
第6章 量子點太陽電池 （91）
6.1 探索量子點太陽電池的物理構想 （91）
6.2 不同結構組態(tài)的量子點太陽電池 （93）
6.2.1 p-i-n結構量子點太陽電池 （93）
6.2.2 量子點敏化太陽電池 （95）
6.2.3 基于多激子產生效應的量子點太陽電池 （97）
6.3 發(fā)展量子點太陽電池的技術對策 （101）
6.3.1 量子點材料的選擇 （102）
6.3.2 有序量子點的形成 （102）
6.3.3 器件結構組態(tài)的設計 （103）
6.3.4 量子點界面性質的調整 （103）
參考文獻 （104）
第7章 量子點光放大器與光存儲器 （106）
7.1 量子點光放大器 （106）
7.1.1 量子點光放大器的優(yōu)異特性 （106）
7.1.2 InAs/GaAs量子點放大器 （107）
7.1.3 高飽和功率和高增益帶寬量子點光放大器 （109）
7.2 量子點超高速波長變換器件 （112）
7.3 量子點光存儲器 （113）
7.3.1 InAs量子點存儲器 （113）
7.3.2 自旋量子點存儲器 （117）
7.3.3 ZnO量子點/聚合物結構存儲器 （118）
7.3.4 CdSe/ZnSe量子點/碳納米管結構存儲器 （119）
7.3.5 Si基量子點存儲器 （120）
7.4 其他納米光存儲器 （121）
7.4.1 近場光學存儲器 （121）
7.4.2 雙光子雙穩(wěn)態(tài)數字存儲器 （121）
7.4.3 分子存儲器 （122）
參考文獻 （123）
第8章 量子級聯激光器 （124）
8.1 QC激光器的新穎物理特性 （124）
8.2 QC激光器的工作原理 （125）
8.2.1 基本工作原理 （125）
8.2.2 載流子輸運過程 （126）
8.3 QC激光器的性能參數 （127）
8.4 具有不同有源區(qū)結構的QC激光器 （128）
8.4.1 三阱垂直躍遷有源區(qū)QC激光器 （128）
8.4.2 超晶格有源區(qū)QC激光器 （129）
8.4.3 應變補償量子阱有源區(qū)QC激光器 （130）
8.4.4 束縛-連續(xù)躍遷有源區(qū)QC激光器 （131）
8.4.5 四阱雙聲子共振有源區(qū)QC激光器 （133）
8.5 QC激光器研究的新方向 （134）
8.5.1 THz QC激光器 （134）
8.5.2 Ⅱ型QC激光器 （135）
8.5.3 光子晶體QC激光器 （136）
參考文獻 （136）
第9章 納米線光電子器件 （139）
9.1 半導體量子線中的電子狀態(tài) （139）
9.1.1 橫截面為矩形的量子線結構 （139）
9.1.2 橫截面為圓形的量子線結構 （140）
9.2 納米線的光電特性 （140）
9.2.1 場致發(fā)射特性 （140）
9.2.2 光致發(fā)光特性 （144）
9.3 納米線光電子器件 （149）
9.3.1 納米線太陽電池 （149）
9.3.2 納米線發(fā)光二極管 （152）
9.3.3 納米線激光器 （154）
9.3.4 納米線光電二極管 （155）
9.3.5 納米線傳感器 （156）
參考文獻 （158）
第10章 光子晶體器件與納米光子集成 （161）
10.1 光子晶體的結構類型 （161）
10.2 光子晶體的基本特性 （162）
10.3 光子帶隙基礎 （163）
10.4 光子晶體微腔激光器 （165）
10.4.1 微腔激光器的分類 （165）
10.4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物光子晶體微腔激光器 （166）
10.4.3 Si混合光子晶體微腔激光器 （167）
10.4.4 GaN和ZnO光子晶體微腔激光器 （169）
10.4.5 高品質因子微腔結構的設計 （169）
10.4.6 光子晶體發(fā)光二極管 （170）
10.4.7 光子晶體器件集成 （173）
10.5 光子晶體結構太陽電池 （174）
10.6 基于近場光的納米光子學 （175）
參考文獻 （176）
附錄 （178）
中英文詞匯對照 （179）
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