目錄 第1章半導體材料概述 1 1.1半導體材料的發展與應用 1 1.2半導體材料的概念與性質 8 1.2.1半導體材料的概念 8 1.2.2半導體材料的性質 16 第2章典型半導體材料 19 2.1硅、鍺單質半導體材料 19 2.1.1硅 19 2.1.2鍺 24 2.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體材料 29 2.2.1光學性質 32 2.2.2雜質自補償特性 33 2.2.3應用概述 33 2.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料 34 2.3.1基本性質 37 2.3.2晶體結構、化學鍵和極性 37 2.3.3部分重要 Ⅲ-Ⅴ族半導體材料的應用 39 2.4非晶半導體材料 40 2.4.1非晶半導體物理特性 40 2.4.2非晶態半導體制備 42 2.4.3非晶態半導體特性分析 42 2.4.4非晶態半導體的應用 43 2.5有機半導體材料 44 2.5.1有機半導體材料的基本性質 44 2.5.2有機半導體材料的分類 45 2.5.3有機半導體材料的應用 51 第3章半導體材料的制備與工藝 53 3.1半導體單晶的制備方法 53 3.1.1單晶提純 53 3.1.2單晶生長 56 3.1.3晶片的制備 61 3.2半導體薄膜生長方法 63 3.2.1外延生長介紹 63 3.2.2真空蒸發鍍膜法 64 3.2.3濺射法鍍膜 67 3.2.4離子成膜技術 68 3.2.5化學氣相沉積法 70 第4章納米半導體材料 72 4.1納米半導體材料的物理效應和特性 72 4.1.1半導體材料的物理效應 73 4.1.2納米半導體材料的基本特性 76 4.2一維硅、鍺納米半導體 77 4.2.1硅納米線 77 4.2.2硅納米管 79 4.2.3鍺納米線 79 4.3一維氧化鋅納米材料 80 4.3.1一維氧化鋅納米材料的制備方法 81 4.3.2一維氧化鋅納米材料的應用 84 4.4碳納米管 85 4.4.1碳納米管的結構 85 4.4.2碳納米管的性質 87 4.4.3碳納米管的制備 88 4.4.4碳納米管的純化方法 91 4.4.5碳納米管的應用 91 4.4.6表征技術 93 4.5其他半導體量子材料 94 4.5.1半導體量子點材料 94 4.5.2半導體量子線材料 98 第5章半導體材料測試與表征 102 5.1半導體材料微區電阻測試技術 103 5.1.1微區薄層電阻測試方法 104 5.1.2微區電阻測試方法的基本原理 104 5.1.3四探針測試方法 105 5.2霍爾效應測試方法 107 5.2.1霍爾效應的基本原理 107 5.2.2霍爾測試樣品 109 5.2.3霍爾測試條件 110 5.3俄歇電子能譜 111 5.3.1俄歇能譜測試系統 111 5.3.2俄歇電子能譜表面分析技術 112 5.3.3俄歇電子譜在半導體領域中的典型應用 114 5.4紅外光譜分析技術 117 5.4.1傅里葉變換紅外光譜優點 118 5.4.2傅里葉變換紅外光譜測試系統 118 5.4.3紅外光譜測試樣品制備 120 5.4.4測試條件 121 5.5掃描探針顯微鏡 121 5.5.1掃描隧道顯微鏡 121 5.5.2原子力顯微鏡 125 5.5.3掃描近場光學顯微鏡 128 附錄 A Si半導體特性參數 132 A.1基本參數 (300K) 132 A.2能帶結構與載流子濃度 133 A.3電學性質 133 A.4光學性質 133 A.5熱力學性能 133 附錄 B Ge半導體特性參數 134 B.1基本參數 (300K) 134 B.2能帶結構與載流子濃度 135 B.3電學性質 135 B.4光學性質 135 B.5熱力學性能 135 附錄 CC半導體特性參數 136 C.1基本參數 (300K) 136 C.2能帶結構與載流子濃度 137 C.3電學性質 137 C.4熱力學性能 137 附錄 D GaAs半導體特性參數 138 D.1基本參數 138 D.2能帶結構與載流子濃度 139 D.3電學性質 139 D.4熱力學性能 139 附錄 E GaN半導體特性參數 140 E.1纖鋅礦型GaN基本參數 140 E.2力學性能相關參數 141 E.3纖鋅礦型 GaN波傳播特性 141 E.4閃鋅礦型 GaN力學性能相關參數 142 E.5閃鋅礦型 GaN波傳播特性 142 E.6 GaN的熱性能參數 143 E.7纖鋅礦型 GaN電學和光學特性 143 E.8閃鋅礦型 GaN電學和光學特性 145 附錄 F AlN半導體特性參數 146 F.1與纖鋅礦機械性能相關的參數 146 F.2與閃鋅礦機械性能相關的參數 147 F.3閃鋅礦型 AlN波傳播特性 147 F.4纖鋅礦型 AlN的熱性能相關參數 147 F.5纖鋅礦型 AlN的光電性能相關參數 148 F.6閃鋅礦型 AlN的光電性能相關參數 149 參考文獻 151