低维半导体复合结构的光学性质 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:金华

出品人:

页数:107

译者:

出版时间:2009-6

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787560144634

丛书系列:

图书标签:

• 半导体
• 低维结构
• 光学性质
• 复合材料
• 纳米光学
• 光物理
• 材料科学
• 光谱学
• 异质结构
• 量子效应

低维半导体复合结构的光学性质 本书深入探讨了近年来在物理学、材料科学和工程学领域引起广泛关注的低维半导体复合结构的光学特性。随着纳米科技的飞速发展，科学家们能够精确调控半导体材料的尺寸和结构，从而赋予其前所未有的光学行为。这些微观尺度的结构，如量子点、量子线、二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）及其与零维或一维结构的耦合，展现出与块体材料截然不同的量子尺寸效应和界面效应。 本书从基础理论出发，详细阐述了影响低维半导体复合结构光学性质的关键因素。首先，它回顾了半导体物理学的基本原理，包括能带结构、载流子动力学以及光与物质相互作用的基本机制。在此基础上，本书着重介绍了低维结构如何通过量子限制效应改变其电子能级和光学跃迁，导致了光谱学特性的显著变化，例如激子结合能的增强、带隙的蓝移以及多重激子态的出现。 接着，本书系统地梳理了不同类型的低维半导体复合结构。对于零维量子点，本书重点关注了尺寸调控对其发光颜色和效率的影响，以及表面等离激元共振在增强发光和实现非线性光学效应中的作用。对于一维量子线，本书详细分析了其优异的载流子传输特性以及在光探测器和激光器中的应用潜力，同时探讨了其在外场作用下的光学响应。 本书的另一核心内容是二维材料与纳米结构的复合。它深入讨论了石墨烯、六方氮化硼、二硫化钼、二硒化钨等二维材料如何作为衬底、界面层或活性组分，与量子点、金属纳米颗粒等形成复合结构。本书详细阐述了范德华异质结的形成及其在调控界面电子和光学性质方面的独特作用，例如电荷转移、能量传递以及激子耦合等。特别地，书中对表面等离激元在二维材料与金属纳米结构复合中的共振耦合现象进行了深入剖析，揭示了其在增强光吸收、提高光电转换效率以及实现新型光子器件中的巨大潜力。 本书还重点关注了这些复合结构的光学响应机制。它详细介绍了激子、自由载流子和表面等离激元在光吸收、光发射和光散射过程中的作用。通过量子力学计算和光谱学分析（如光致发光、拉曼散射、吸收光谱、瞬态吸收光谱等），本书展示了如何表征和理解这些复合结构的光学行为。书中还讨论了材料组分、结构尺寸、形貌、表面化学以及外部激励（如电场、磁场、应力）对光学性质的精细调控。 此外，本书还探讨了低维半导体复合结构在实际应用中的前景。这包括高性能的光电探测器、发光二极管（LED）、激光器、光伏电池、光催化剂以及生物成像和传感技术。书中列举了大量最新的实验进展和理论研究成果，说明了这些复合结构如何通过其独特的光学性质，为解决能源、环境和健康等领域的挑战提供新的解决方案。例如，书中详述了如何利用量子点的可调发光特性和金属纳米颗粒的表面等离激元共振来提高太阳能电池的光电转换效率，以及如何利用二维材料的优异载流子传输能力和量子限制效应来设计更高灵敏度和响应速度的光电探测器。 总而言之，本书为读者提供了一个全面而深入的视角，以理解和利用低维半导体复合结构独特的光学性质。它旨在为从事相关研究的研究人员、工程师和研究生提供有价值的参考，并激发在这一活跃且快速发展的领域内进一步的探索和创新。通过对基础理论、材料制备、表征技术和潜在应用的系统性介绍，本书将有助于读者更好地把握低维半导体复合结构在未来光子学和纳米技术发展中的关键作用。

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从文献引用和交叉学科引用的角度来看，这本书展现了令人惊叹的广博视野。它绝非一本孤立地停留在某一特定材料体系或单一理论框架内的著作。书中清晰地勾勒出半导体光学与材料科学、表面物理学乃至光电子工程学之间的复杂关联网络。例如，在讨论载流子弛豫时间时，作者并没有局限于半导体内部的声子散射，而是延伸到了界面能带弯曲如何影响载流子在异质结中的有效寿命，并引用了表面化学吸附对光响应特性的间接影响研究。这种宏观视野使得读者能够跳出单一的微观视角，从更全面的角度去审视和设计功能器件，这对培养具备全局观的复合型人才至关重要。

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对于实际应用层面的探讨，这本书也给予了足够的关注，尽管它主要是一本偏基础理论的专著。作者在每一章的末尾，都会设置一个“应用展望”的小节，用简洁明了的语言点出当前理论研究成果在实际器件制造中可能扮演的角色。比如，在论述如何通过调控晶格应变来“微调”光吸收边的位置时，作者清晰地指出了这种技术在开发下一代高效太阳能电池和特定波段光探测器方面的巨大潜力。这让我感受到，作者不仅仅是在做纯粹的理论探索，更是怀揣着将科学发现转化为工程实践的抱负。这种理论与实践紧密结合的写作风格，极大地激发了我将书中学到的知识付诸于实验验证的动力。

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这本书的叙事方式极其细腻，作者似乎非常擅长将那些晦涩难懂的物理图像转化为直观的文字描述，这一点在讲解一些前沿的量子效应时体现得尤为突出。我记得有一章专门探讨了特定波长光子与晶格振动模式的耦合机制，原本我以为这部分会充斥着复杂的张量分析和傅里叶变换，结果作者巧妙地引入了一个宏观类比模型，一下子就将原本飘忽不定的概念落实到了可以想象的层面。这种教学上的匠心，使得这本书的受众群体可以大大拓宽，不再局限于精通某一特定分支的专家，对于跨学科学习者而言，更是如同找到了一把打开新世界大门的钥匙。读完全书，我感觉自己对“光”和“物质”的相互作用有了更深层次的理解，不再是简单地记住公式，而是真正理解了其背后的物理原理是如何驱动这些现象发生的。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那深邃的蓝色调，配上一些抽象的几何图形，给人一种既现代又充满学术气息的感觉。我尤其欣赏作者在排版上下的功夫，字体的选择清晰易读，段落之间的留白处理得恰到好处，即便是面对如此专业和密集的理论，阅读体验也保持得相当舒适。初翻开来，目录结构就展现出极强的逻辑性，从基础理论的铺陈到复杂模型的构建，层层递进，让人对全书的知识脉络一目了然。这种对细节的打磨，体现了出版方对学术著作应有水准的坚持，让人在正式进入内容之前，就对内容的严谨性抱有极高的期待。总而言之，从视觉和触觉感受上来说，这是一本值得收藏的物理学专著，光是放在书架上，就觉得充满了知识的力量感，非常适合需要长期研读的科研人员和高年级学生。

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我不得不提到这本书的理论深度，它远超出了许多本科或初级研究生教材的范畴。作者似乎毫不保留地倾注了自己多年研究的智慧，引用了大量近十年内发表在顶级期刊上的最新研究成果作为论据支撑，这使得全书的知识体系保持了极高的前沿性和时效性。特别是关于界面缺陷态的能级计算部分，作者不仅给出了标准的薛定谔方程解法，还深入讨论了密度泛函理论在处理非周期性结构时的局限性与修正方法。这种对理论边界的不断探索和质疑，体现了作者严谨的科学态度。对于我这样已经有一定理论基础的研究者来说，这本书更像是一本精密的工具书，里面提供的解析方法和近似处理的适用范围分析，对于指导我自己的实验数据拟合与模型建立，具有不可替代的参考价值。

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