Quantum Wells, Wires and Dots pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Wiley

作者:Paul Harrison

出品人:

页数:538

译者:

出版时间:2010-2

价格:USD 69.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780470770979

丛书系列:

图书标签:

and
Quantum Wells
Quantum Wires
Quantum Dots
Nanostructures
Semiconductor Physics
Condensed Matter Physics
Quantum Mechanics
Nanotechnology
Materials Science
Heterostructures

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具体描述

Quantum Wells, Wires and Dots,3rd Edition is aimed at providing all the essential information, both theoretical and computational, in order that the reader can, starting from essentially nothing, understand how the electronic, optical and transport properties of semiconductor heterostructures are calculated. Completely revised and updated, this text is designed to lead the reader through a series of simple theoretical and computational implementations, and slowly build from solid foundations, to a level where the reader can begin to initiate theoretical investigations or explanations of their own.

本书旨在探索半导体量子结构的迷人领域，重点关注量子阱、量子线和量子点。这些微观结构由于其独特的电子和光学特性，在现代科学和技术中发挥着至关重要的作用。量子阱是束缚电子或空穴在某一维度上运动的结构，通常由两种不同禁带宽度半导体的超薄层组成。这种维度限制导致了电子能量的量子化，形成离散的能级。书中的内容将深入探讨量子阱的形成机制、能级计算方法，以及它们在激光器、探测器和调制器等光电器件中的应用。我们将审视不同量子阱结构（如单阱、多阱）的设计原则，以及材料选择如何影响器件性能。例如，GaAs/AlGaAs量子阱因其优异的光电性能，在高速通信领域得到了广泛应用。此外，读者还将了解到如何利用量子阱实现光信号的有效控制和转换。量子线则将电子或空穴的运动限制在两个维度上。它们通常以纳米线或纳米柱的形式存在，电子的运动只能沿着一个方向自由传播。这种一维限制进一步强化了量子效应，导致电子密度在能量空间中表现为朗道劈裂。本书将详细阐述量子线的制备技术，包括外延生长、自组装等方法，以及如何表征其量子特性。我们将重点分析量子线的光致发光和电致发光行为，以及它们在高效LED、激光器和场效应晶体管等领域的潜力。量子线的自发辐射和受激辐射过程的优化是关键的研究方向，也是本书探讨的重要内容。量子点是束缚电子或空穴在所有三个维度上的结构，其尺寸通常在纳米量级。这种零维限制导致了电子能量的完全量子化，形成高度集中的密度状态，类似于人造原子。量子点的独特之处在于其“尺寸量子化效应”，即其光学和电子特性随量子点尺寸的变化而变化，这种可调谐性为设计各种功能器件提供了极大的灵活性。本书将全面介绍量子点的制备方法，包括化学合成法（如胶体量子点）、分子束外延法等，并深入探讨其光学特性，如荧光颜色随尺寸的变化、激子结合能等。我们将分析量子点在显示技术（如QLED）、生物成像、太阳能电池以及量子计算等前沿领域的应用前景。特别是，量子点的单光子发射和相干耦合能力，使其成为实现量子信息处理的关键组成部分。此外，本书还将涵盖以下关键主题：量子限制的理论基础：详细介绍量子力学中粒子在有限空间内的行为，包括薛定谔方程的求解、边界条件的应用以及能级劈裂的原理。材料选择与界面工程：探讨不同半导体材料（如III-V族、II-VI族、IV-VI族等）的电子结构、带隙特性以及它们的异质结特性，以及如何通过精确控制界面来优化量子结构的性能。先进的制备技术：介绍各种纳米加工技术，如电子束光刻、聚焦离子束、原子层沉积等，以及它们在精确控制量子结构尺寸和形状方面的作用。表征技术：详述用于研究量子结构物理特性的实验技术，包括透射电子显微镜（TEM）、扫描隧道显微镜（STM）、光致发光（PL）光谱、拉曼光谱等。器件设计与优化：分析如何将量子阱、量子线和量子点集成到实际器件中，并讨论影响器件效率、响应速度和稳定性的关键因素。前沿研究方向：展望量子结构在量子通信、量子传感、先进半导体器件等领域的未来发展趋势，以及面临的挑战和机遇。通过对这些方面的系统阐述，本书旨在为读者提供一个全面深入的理解，从而能够更好地把握量子结构在推动科学技术进步中的重要作用。无论是对半导体物理有兴趣的学生、对纳米技术充满热情的工程师，还是对未来技术发展充满好奇的研究者，都能从中获得宝贵的知识和启发。