基本信息
書名:半導體光譜測試方法與技術
定價:128.00元
作者:張永剛,顧溢,馬英料
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2016-03-01
ISBN:9787030472229
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:圓脊精裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
《半導體光譜測試方法與技術》可供從事半導體光譜分析的研究生、研究人員及工程技術人員閱讀,也可作為其他涉及此領域人員的參考書。
內容提要
《半導體光譜測試方法與技術》在迴顧光譜學和光譜儀器的發展過程後,對半導體中涉及的主要光學過程以及半導體材料、器件及應用研究中需要哪些光譜分析手段和方法作瞭簡要介紹,然後以分光(色散)和傅裏葉變換兩種方法為基礎討論瞭光譜分析的基本原理、測試儀器、關鍵部件、係統構成以及限製因素等,並結閤一係列測量實例對吸收譜類、光電譜類和發射譜類測量方法與技術及相關細節進行瞭詳細說明。此外,《半導體光譜測試方法與技術》還對半導體研究中涉及的一些拓展的光譜分析方法(如拉曼光譜、微區光譜、掃描成像光譜、時間分辨瞬態光譜及調製光譜等)也結閤實例進行瞭介紹。
目錄
目錄
前言
章光譜學和光譜儀器的發展概況1
1.1引言1
1.2光譜學及其發展一瞥2
1.3光譜學儀器及測量方法發展簡述9
1.4小結14
參考文獻14
第2章半導體中的光學過程15
2.1引言15
2.2半導體的基本光學參數15
2.2.1摺射率和吸收係數15
2.2.2反射係數和透射係數18
2.3半導體中的光吸收19
2.3.1帶間本徵躍遷光吸收20
2.3.2其他類型光吸收23
2.4半導體的發光26
2.4.1輻射復閤與非輻射復閤26
2.4.2自發輻射與受激輻射32
2.4.3發光效率34
2.5半導體中的光散射35
2.5.1半導體中的光散射解釋35
2.5.2拉曼散射與拉曼光譜36
2.5.3布裏淵散射37
2.6小結38
參考文獻39
第3章半導體研究中的光譜測試需求40
3.1引言40
3.2半導體材料研究中的光譜測試需求40
3.3半導體器件研究中的光譜測試需求43
3.4應用研究中的光譜測試需求46
3.5小結48
參考文獻49
第4章分光光譜儀的組成部件及測量係統50
4.1引言50
4.2分光元件50
4.2.1棱鏡分光元件及光學材料的特性50
4.2.2光柵分光元件及其主要參數54
4.2.3其他類型的分光元件59
4.3光源60
4.3.1熱光源61
4.3.2氣體放電光源64
4.3.3同步輻射光源與自由電子激光器70
4.3.4激光光源72
4.4光電探測器82
4.4.1熱輻射型探測器84
4.4.2量子型探測器87
4.4.3陣列型探測器93
4.5電子學部件及計算機95
4.6樣品的冷卻及溫度控製裝置101
4.7基於分光光譜儀的測量係統實例105
4.8小結107
參考文獻107
第5章傅裏葉變換光譜儀及其組成部件和測量係統109
5.1引言109
5.2邁剋耳孫乾涉儀與傅裏葉變換光譜儀109
5.3傅裏葉變換光譜儀的主要部件119
5.3.1分束器119
5.3.2光源121
5.3.3光電探測器123
5.3.4分束器、光源及光電探測器的組閤搭配及外光路配置129
5.4電子學部件、計算機及樣品冷卻裝置132
5.5小結132
參考文獻133
第6章透射、吸收與反射光譜測量方法及實例134
6.1引言134
6.2基於分光光譜儀的透射、吸收與反射光譜測量係統134
6.3分光法測量實例139
6.4基於傅裏葉變換光譜儀的透射、吸收與反射光譜測量係統141
6.5傅裏葉變換測量方法及實例146
6.6小結157
參考文獻158
第7章光電光譜測量方法及實例160
7.1引言160
7.2基於分光光譜儀的光電光譜測量係統161
7.3分光法光電光譜測量實例163
7.4基於傅裏葉變換光譜儀的光電光譜測量係統168
7.5傅裏葉變換光電光譜測量實例170
7.6寬光譜範圍光電響應光譜的校正174
7.7小結184
參考文獻184
第8章發射光譜測量方法、實例及綜閤測量係統186
8.1引言186
8.2基於分光光譜儀的發射光譜測量係統186
8.3分光法發射光譜測量實例192
8.4基於傅裏葉變換光譜儀的發射光譜測量係統及測量實例203
8.5傅裏葉變換光譜綜閤測量係統的配置及實例233
8.6寬波數範圍發射光譜的強度校正238
8.7小結244
參考文獻245
第9章拉曼光譜測量方法及實例248
9.1引言248
9.2拉曼光譜原理及應用對象248
9.3測試方法及儀器要求250
9.4測試實例及限製因素254
9.4.1利用拉曼光譜測試半導體材料組分254
9.4.2利用拉曼光譜測試半導體材料應力情況257
9.4.3利用拉曼光譜測試半導體材料摻雜情況261
9.4.4利用拉曼光譜測試半導體多層材料結構263
9.5小結264
參考文獻264
0章微區及掃描成像光譜測量方法及實例266
10.1引言266
10.2微區及掃描成像光譜應用對象266
10.3測試方法及儀器要求267
10.4測試實例及限製因素269
10.4.1微區光緻發光譜269
10.4.2微區光緻發光譜與顯微X射綫衍射的聯用270
10.4.3微區拉曼光譜271
10.4.4掃描成像光緻發光譜273
10.4.5掃描成像拉曼光譜275
10.4.6掃描成像電緻發光譜277
10.4.7掃描成像時間分辨光緻發光譜278
10.5小結279
參考文獻279
1章時間分辨光譜測量方法及實例281
11.1引言281
11.2時間分辨光譜的基本原理282
11.3基於時間相關單光子計數法的時間分辨光譜測量係統287
11.3.1係統結構與工作過程287
11.3.2儀器考慮和限製因素288
11.4基於泵浦-探測法的時間分辨光譜測量係統289
11.4.1係統結構與工作過程289
11.4.2儀器考慮和限製因素293
11.5基於條紋相機法的時間分辨光譜測量係統294
11.5.1係統結構與工作過程294
11.5.2儀器考慮和限製因素297
11.6半導體時間分辨光譜測試實例298
11.6.1InxGa1.xN/GaN多量子阱材料的光學性質研究298
11.6.2InMnAs鐵磁薄膜中的載流子弛豫時間研究301
11.6.3光子晶體納米腔激光器的超快光譜測試304
11.7小結306
參考文獻306
2章調製光譜測量方法及實例308
12.1引言308
12.2光調製反射光譜的測量原理309
12.3光調製反射光譜的測試係統搭建312
12.3.1基於光柵光譜儀的光調製反射光譜測試係統312
12.3.2基於FTIR光譜儀的光調製反射光譜測試係統313
12.3.3儀器考慮與限製因素314
12.4半導體光調製反射光譜應用實例316
12.4.1GaAs1.xSbx單層薄膜材料的禁帶寬度316
12.4.2GaSb基中紅外波段II型量子阱的能級結構318
12.4.3GexSn1.x薄膜的直接躍遷特性321
12.5小結325
參考文獻325
結束語327
漢英對照索引328
《半導體科學與技術叢書》已齣版書目333
彩圖
作者介紹
文摘
序言
這本書的裝幀設計非常吸引人,封麵采用瞭一種沉穩的深藍色調,配以清晰的白色字體,給人一種專業且權威的感覺。拿到手裏掂量瞭一下,感覺紙張的質感相當不錯,印刷清晰度很高,特彆是那些復雜的圖錶和麯綫,細節處理得非常到位,這對於我們這些需要經常對照參考的讀者來說,無疑是一大福音。我注意到目錄的編排邏輯性很強,從基礎的光譜學原理到具體的測試流程和儀器操作,再到後期的結果分析,層層遞進,脈絡清晰。這種結構安排,使得初學者也能很快找到切入點,而不至於在浩瀚的技術細節中迷失方嚮。更讓我欣賞的是,作者在很多關鍵概念的解釋上,都加入瞭生動的比喻或者實際應用案例,讓原本有些抽象的物理過程變得直觀易懂。比如,在講解雜質引起的能級躍遷時,作者沒有僅僅停留在理論公式上,而是結閤瞭實際芯片的失效分析場景進行說明,這一點非常貼閤工程實踐的需求。這本書的排版也比較寬鬆,留白恰到好處,閱讀起來不覺擁擠,即便是長時間閱讀,眼睛的疲勞感也相對較輕。總的來說,這本書在視覺和觸覺上都提供瞭優秀的閱讀體驗,光是翻閱的過程,就已經讓人對接下來的學習內容充滿瞭期待。
評分這本書的學術嚴謹性是毋庸置疑的,但更讓我感到驚喜的是,它在信息獲取便利性方麵的優化。作者非常巧妙地在每章節的末尾,設置瞭一個“前沿綜述與文獻索引”的版塊。這不像一般教科書那樣,僅僅羅列一堆參考文獻,而是對這些文獻的核心貢獻進行瞭簡短的精煉總結,並指明瞭它們與當前章節內容的關聯性。這對於希望深入挖掘某個特定子領域,但又不想浪費時間在無效信息篩選上的讀者來說,簡直是最高效的學習工具。通過這個版塊,我很快鎖定瞭幾篇關於納米尺度光譜響應的新論文,這些信息在其他主流教材中是難以追蹤到的。此外,書中對一些曆史發展脈絡的梳理也做得非常到位,比如對光電導效應光譜儀從誕生到成熟的幾個關鍵技術轉摺點的迴顧,讓人清晰地看到瞭技術迭代的內在邏輯。這種“立足當前,展望未來”的結構布局,使得閱讀過程既有曆史的厚重感,又不失對最新動態的敏感性。整體感覺,這本書仿佛是一位經驗豐富、知識淵博的導師,在為你精心篩選和導航信息。
評分我最近在準備一個關於特定半導體材料缺陷識彆的跨學科項目,急需一本能夠連接基礎物理與實際工程應用的參考書。這本書的齣現,可以說是雪中送炭。它的一個顯著特點是,對不同測試設備和技術路綫的優缺點進行瞭極其公正和深入的橫嚮對比。比如,在介紹傅裏葉變換光譜儀(FTIR)和拉曼光譜儀的選擇時,作者不僅僅是羅列瞭各自的物理基礎,更重要的是,他從成本效益、時間效率、以及對特定材料的靈敏度等多個維度進行瞭量化分析,並給齣瞭一個決策樹模型,指導讀者如何根據具體需求做齣最優化選擇。這種以問題為導嚮的敘事方式,極大地提高瞭閱讀的實用價值。此外,書中對誤差源的分類和溯源分析部分,寫得尤為精彩,幾乎涵蓋瞭從光源波動到探測器響應滯後的所有潛在乾擾因素,並提供瞭詳細的軟件補償算法示例。我嘗試著對照書中的一個關於溫度漂移校正的步驟進行模擬,發現其描述的精度令人信服。對於那些希望將實驗室結果轉化為可信、可重復的工業標準的工程師而言,書中對“標準操作程序”(SOP)構建的指導,價值不可估量。
評分從語言風格上來說,這本書的處理非常到位,它成功地在保持學術高標準的同時,避免瞭過度晦澀難懂的術語堆砌。作者的行文節奏張弛有度,講解復雜理論時,會先用一句高度概括性的語言定下基調,然後再層層剝繭地展開數學推導和物理圖像的構建。特彆是對於那些涉及量子力學和固體物理交叉的概念,作者采用瞭類似“情景再現”的描述手法,將抽象的能量交換過程具象化,大大降低瞭理解門檻。我特彆喜歡書中對一些經典實驗的“幕後故事”的描述,比如某個著名光譜儀的最初設計理念是如何受到當時材料學限製而做齣的妥協與創新。這種人性化的敘事,讓原本冰冷的技術書籍充滿瞭溫度。它讓人感覺作者不僅精通技術,更對這門科學充滿熱情,並希望將這份熱情傳遞給讀者。閱讀這本書的過程,更像是一次與領域內頂尖專傢的深入對話,而不是枯燥的知識灌輸。它成功地激發瞭我對光譜技術更深層次的好奇心,促使我不僅僅停留在“如何做”,更要去思考“為什麼是這樣”。
評分這本書的內容深度和廣度,確實超齣瞭我原本的預期。我原以為它會更側重於理論的復述,但實際上,它在實驗方法論上的探討極為深入和細緻。特彆是關於樣品製備和環境控製的部分,作者花瞭大篇幅進行闡述,這對於任何一個嚴肅的光譜測試工作者來說,都是至關重要的知識點。例如,對於高真空環境下的光子收集效率校準,書中不僅列舉瞭標準的步驟,還探討瞭不同真空度對測試結果波動性的影響機製,甚至給齣瞭不同溫度下設備穩定性的實測數據對比圖錶。這錶明作者的知識體係並非紙上談兵,而是基於大量的實際操作經驗積纍而成。我特彆欣賞作者敢於指齣行業內一些“約定俗成”但卻可能存在誤差的測試盲點,並提供瞭更嚴謹的替代方案。這種批判性思維貫穿全書,使得這本書不僅僅是一本“操作手冊”,更像是一部“方法論的哲學指南”。書中提及的幾種前沿的非標測試技術,雖然難度較高,但其原理分析得十分透徹,為我們拓展研究邊界提供瞭清晰的路綫圖。對於有一定基礎的研究人員來說,這本書無疑是提升測試精度和可靠性的“寶典”。
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