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出版者:

作者:Afanas'ev, Valeri V.

出品人:

页数:312

译者:

出版时间:2008-1

价格:1428.00 元

装帧:

isbn号码:9780080451459

丛书系列:

图书标签:

Internal Photoemission
Photoemission Spectroscopy
Surface Physics
Thin Films
Materials Science
Vacuum Technology
Electron Emission
Interface Physics
Semiconductor Physics
Nanomaterials

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具体描述

The monographic book addresses the basics of the charge carrier photoemission from one solid to another - the internal photoemission, (IPE) - and different spectroscopic applications of this phenomenon to solid state heterojunctions. This is the first book in the field of IPE, which complements the conventional external photoemission spectroscopy by analysing interfaces separated from the sample surface by a layer of a different solid or liquid. IPE is providing the most straightforward and, therefore, reliable information regarding the energy spectrum of electron states at interfaces. At the same time, the method provides the unique capability of analysing the heterostructures relevant to the modern micro- and nano-electronic devices as well as new materials involved in their design and fabrication.

In addition to the discussion of fundamental physical and technical aspects of IPE spectroscopic applications, several "hot" topics are addressed. These include development of new insulating materials for advances Si MOS technology (both high-k gate insulators and low-k dielectrics for interconnect insulation), metal gate materials, development of heterostructures based on high-mobility semiconductors, etc. Thanks to a considerable activity in this field over the last few years, the recent results concerning band structure of most important interfaces involving novel materials can now be documented.

First complete description of the internal photoemission phenomena

A practical guide to internal photoemission measurements

Describes reliable energy barrier determination procedures

Surveys trap spectroscopy methods applicable to thin insulating layers

Provides an overview of the most recent results on band structure of high-permittivity insulating materials and their interfaces

Contains a complete collection of reference data on interface band alignment for wide-bandgap insulating materials in contact with metals and semiconductors

好的，下面是一份关于“Internal Photoemission Spectroscopy”这本书的详细图书简介，这份简介将着重于描述其核心主题、技术细节、应用领域，同时避免提及您特意要求不包含的内容。 --- 书名：《Internal Photoemission Spectroscopy》内容简介《Internal Photoemission Spectroscopy》是一部深度聚焦于材料科学与半导体物理领域关键分析技术——内光电子发射谱学（Internal Photoemission Spectroscopy，简称IPE）的权威专著。本书全面系统地梳理了IPE技术的理论基础、实验方法、数据分析以及其在现代微电子与光电器件研究中的广泛应用。本书旨在为从事半导体器件物理、材料表征、界面分析的研究人员、工程师和高年级研究生提供一个详实、深入的参考指南。理论基石与物理原理本书的首要目标是为读者建立扎实的理论框架。第一部分详细阐述了内光电子发射现象的微观物理机制。这包括对光子激发过程的量子力学描述，能量守恒和动量守恒在界面处的具体体现。重点讨论了电子在半导体、绝缘体或金属的禁带、导带或有效密度态中被激发后，如何穿越或克服势垒到达探测端。书中深入剖析了决定IPE测量结果的关键能学参数，例如：金属-半导体（M-S）界面、绝缘体-半导体（I-S）界面或不同半导体异质结界面上的肖特基势垒高度（Schottky Barrier Height, SBH）、界面陷阱密度（Interface Trap Density）以及载流子注入势垒。通过详尽的数学推导，本书解释了IPE谱线形状与光子能量、温度以及样品结构之间的函数关系。尤其关注了阈值能量的确定方法，这是从实验数据中提取这些关键界面参数的基石。实验技术与装置实现本书的第二部分致力于实验技术的细节。内光电子发射谱学是一种对样品制备和实验环境要求极高的技术。书中详细介绍了构建高效IPE测量系统的必要组件和关键考量。这包括对高质量单色光源（如可调谐激光器或高分辨率单色仪配合强光源）的选择和校准，高精度样品台和温控系统的要求，以及超高真空（UHV）环境在消除表面污染和提高信噪比方面的作用。特别地，本书深入探讨了光电流测量技术。由于IPE信号通常非常微弱，需要高灵敏度的电流放大器和噪声抑制技术。书中对比了不同测量模式，例如光电流谱（Photocurrent Spectroscopy）和光电压谱（Photovoltage Spectroscopy），并提供了从原始电流读数到物理意义明确的截面曲线的完整数据处理流程。书中还专门讨论了电场辅助内光电子发射（F-IPE）技术。通过施加外部偏压，可以有效降低或辅助电子穿越势垒，这对于分析深能级缺陷或测量高势垒体系至关重要。关键应用领域《Internal Photoemission Spectroscopy》的第三部分将理论和技术应用于实际的材料与器件研究中，展示了IPE作为一种强大表征工具的价值： 1. 金属-半导体接触分析：这是IPE最经典的应用。书中详细演示了如何精确测量不同金属在硅、砷化镓、氮化镓等半导体上的肖特基势垒高度，以及该高度如何随温度、氧化层厚度或掺杂浓度变化而演变。这对欧姆接触和肖特基二极管的设计至关重要。 2. 绝缘体/半导体界面研究：针对MOSFET和存储器器件中的栅极氧化层/硅界面，IPE被用来评估栅氧的有效势垒高度、缺陷态分布以及载流子俘获机制。书中分析了热氧化、原子层沉积（ALD）等工艺对界面质量的影响。 3. 异质结与量子阱结构：在复杂的半导体异质结构中，如III-V族或SiGe体系，IPE被用来确定不同材料间的能带偏移（Band Offsets）。通过精确测量电子或空穴在跨越界面时的势垒，可以指导量子阱和超晶格器件的能带工程。 4. 深能级缺陷分析：利用IPE对光生载流子穿越缺陷态的敏感性，本书介绍了如何通过分析特定光子能量下的光电流阶跃或拐点，来识别和量化半导体材料中的特定深能级缺陷（Deep Level Defects）的能级位置和截面。数据分析与模型拟合本书的最后一部分聚焦于如何从复杂的实验数据中提取可靠的物理信息。这包括： Fowler法和其变体：对IPE谱数据进行微分和拟合，以确定阈值光子能量。温度依赖性分析：研究势垒高度随温度的变化，区分真实的温度效应和实验假象。信噪比优化与系统误差修正：如何识别和消除由反射、透射以及探测器响应不均匀性引入的系统误差。通过这些详尽的指导，《Internal Photoemission Spectroscopy》不仅是一本技术手册，更是一份深入理解半导体界面物理特性的理论指南，是探索新材料和高性能器件的必备参考书。 ---