Основы оптоэлектроники

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ 5

2 ЭЛЕМЕНТЫ ЗОННОЙ ТЕОРИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 7

2.1 Общие положения 7

2.2 Модельные представления 7

2.3 Зонная диаграмма полупроводника 9

2.4 Квазиимпульс электрона. Долины энергии и зона Брилюэна 12

2.5 Распределение частиц по энергии. Функция Ферми – Дирака 14

2.6 Положительно заряженные квазичастицы – дырки 16

2.7 Движение частиц под действием электрического поля 17

2.8 Механизмы формирования тока в полупроводниках 19

Вопросы по главе 2 21

3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ТВЕРДЫМИ ТЕЛАМИ 22

3.1 Основные параметры поглощения излучения 22

3.2 Основные механизмы поглощения излучения 24

3.3 Собственное поглощение. Прямые и непрямые переходы 25

3.4 Примесное поглощение излучения 27

3.5 Поглощение свободными носителями 28

3.6 Решеточное поглощение 29

Вопросы по главе 3 29

4 ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 30

4.1 Основные понятия и параметры 30

4.2 Фотопроводимость полупроводников: собственная и примесная 32

4.3 Полевые свойства фотопроводимости 37

4.4 Частотные свойства фотопроводимости 38

4.5 Фотовольтаические эффекты в полупроводниках 40

4.6 Квазиуровни Ферми в полупроводниках 43

4.7 Барьерная фотоэдс в полупроводниковых p-n переходах 45

4.7.1 Электронно-дырочные переходы 45

4.7.2 Фотоэлектрические свойства p-n переходов. Барьерная фотоэдс 47

4.8 Лавинные фотодиоды 49

Вопросы по главе 4 50

5 ЭМИССИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 51

5.1 Описание излучательных процессов в полупроводниках 51

5.2 Зависимость эмиссии от уровня легирования 53

5.3 Спонтанное и вынужденное излучение атома 55

5.4 Стимулированное излучение твердых тел 58

5.5 Принцип создания генератора света 59

5.6 Линия излучения твердых тел 61

5.7 Светодиоды на основе гомогенного p-n перехода 64

5.8 Светоизлучающие структуры с высоким квантовым выходом 65

5.9 Лазеры на полупроводниковых гетероструктурах 65

Вопросы по главе 5 67

6 ФЛУКТУАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ 69

6.1 Типы и природа шумов 69

6.2 Основные параметры и характеристики шумов 71

6.3 Полевые и фоновые свойства шумов в полупроводниках 72

6.4 Частотные свойства шумов различной природы 73

Вопросы по главе 6 75

7 ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ 77

7.1 Общие сведения об электрооптических эффектах 77

7.2 Эффект Франца – Келдыша в оптоэлектронике 77

7.3 Двулучепреломление в анизотропных 3D кристаллах 80

Вопросы по главе 7 81

8 ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ В ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕ 82

8.1 Общие сведения о жидких кристаллах 82

8.2 Основные свойства жидких кристаллов 82

8.3 Типы и структура жидких кристаллов 83

8.4 Ориентационные эффекты в жидких кристаллах 86

8.5 Оптические свойства жидких кристаллов 88

8.6 Применение жидких кристаллов в оптоэлектронике 91

Вопросы по главе 8 94

9 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ 95

10 ЛИТЕРАТУРА 95