Halbleiterphysik: Lehrbuch für Physiker und Ingenieure
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Oldenbourg
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 403 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783486588637 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 DEFINITION DES HALBLEITERS 1 1.2
STELLUNG DER HALBLEITER IM PERIODENSYSTEM 3 1.3 CHEMISCHE BINDUNG 10
1.3.1 HOMOEOPOLARE (KOVALENTE) BINDUNG 10 .3.2 HETEROPOLARE (IONISCHE)
BINDUNG 11 .3.3 GEMISCHTE BINDUNG 11 .4 GRUNDBEGRIFFE DER
HALBLEITERPHYSIK 11 .4.1 ENERGIEBAND-MODELL: DARSTELLUNG IM ORTSRAUM 11
.4.2 ELEKTRISCHE LEITUNG 17 .4.3 ENERGIEBAND-DARSTELLUNG IM K-RAUM 29 2
KRISTALLSTRUKTUREN 33 2.1 DAS REALE KRISTALLGITTER 33 2.1.1 DIE
GRUNDGITTER 34 2.1.2 BEISPIELE FUER KRISTALLGITTER 37 2.1.3 EINZELHEITEN
ZU DEN FUER HALBLEITER WICHTIGSTEN KRISTALLSTRUKTUREN 38 2.1.4 ORT UND
LAGE VON KRISTALLEBENEN, MILLER-INDIZES 42 2.2 DAS REZIPROKE GITTER 43
2.3 BRILLOUINZONEN 47 2.4 BRILLOUINZONEN DER DREI KUBISCHEN GITTER UND
DES HEXAGONALEN WURTZIT-GITTERS 48 3 BANDSTRUKTURBERECHNUNGEN 53 3.1
UEBERSICHT 53 3.2 PERIODISCHES KASTENPOTENTIAL 62 3.3 BRIHOUIN-NAEHERUNG:
DAS FAST-FREIE ELEKTRON 71 BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/990036057 DIGITALISIERT DURCH 6.6
STOERSTELLEN-HALBLEITUNG: LADUNGSTRAEGERDICHTE UND FERMI-NIVEAU 163 VIH
INHALTSVERZEICHNIS 3.4 BLOCHSCHE NAEHERUNG: DAS STARK GEBUNDENE ELEKTRON
74 3.5 APW-METHODE (*AUGMENTED PLANE WAVES ): ZELLENMETHODE 78 3.6
OPW-METHODE (*ORTHOGONALIZED PLANE WAVES ) 79 3.7 PSEUDOPOTENTIALMETHODE
80 3.8 KP-METHODE 83 3.9 DISPERSIONSRELATIONEN VON PHONONEN 102 4
BESTIMMUNG VON BANDSTRUKTURPARAMETERN 105 4.1 ZUSTANDSDICHTE (*DENSITY
OF STATES ) 105 4.2 OPTISCHE EXPERIMENTE 107 4.2.1 FUNDAMENTALABSORPTION
108 4.2.2 UEBERGAENGE IN ENERGETISCH HOEHERE BAENDER 113 4.2.3
RUMPFHIVEAU-SPEKTROSKOPIE (*CORE LEVEL SPECTROSCOPY ) 114 4.2.4
UEBERGAENGE IN SCHICHTSTRUKTUREN (2D-SYSTEME) 116 4.2.5 EXPERIMENTELLER
GRUNDAUFBAU IM SPEKTRALBEREICH NIR... UV 118 4.2.6 ABSORPTION DURCH
FREIE LADUNGSTRAEGER 118 4.3 MIKROWELLEN-RESONANZABSORPTION
(ZYKLOTRONRESONANZ) 121 4.4 PHOTONISCHE KRISTALLE 134 5 STOERSTELLEN 137
5.1 EFFEKTIVE-MASSEN-THEORIE (EMT) 137 5.2 EXPERIMENTE 142 5.3
DOTIERUNGSABHAENGIGKEIT DER STOERSTELLENBINDUNGSENERGIE 146 6
BESETZUNGSSTATISTIK 151 6.1 CHEMISCHES POTENTIAL 151 6.2
VERTEILUNGSFUNKTION (FERMI-DIRAC-VERTEILUNG) 152 6.3 ZUSTANDSDICHTE 152
6.4 ELEKTRONENDICHTE (LOCHDICHTE) 154 6.4.1 BOLTZMANN-NAEHERUNG 155 6.4.2
HOCH-ENTARTETE HALBLEITER 158 6.4.3 BANDAUSLAEUFER (*BAND TAILS ) 160 6.5
BESETZUNG VON STOERSTELLEN 162 INHALTSVERZEICHNIS IX 7
NICHTGLEICHGEWICHTSPROZESSE 171 7.1 UEBERSICHT 171 7.2 LOKALE STOERUNGEN
IM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT: POISSON-GLEICHUNG 173 7.2.1
RAUMLADUNGSDICHTE 174 7.2.2 BANDVERBIEGUNG AN OBERFLAECHEN: ELEKTRISCHE
FELDER 175 7.2.3 BANDVERBIEGUNG AN GRENZFLAECHEN/HETEROUEBERGAENGEN:
KONTAKTPOTENTIALE 176 7.2.4 BANDVERBIEGUNGEN AM
METALL-HALBLEITER-KONTAKT 177 7.3 BANDVERBIEGUNG: LOESUNG DER
POISSON-GLEICHUNG 182 7.4 ABSCHIRMUNG NACH THOMAS-FERMI 187 7.5 STROEME
IN HALBLEITERN 190 7.5.1 STROEME IM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT 190 7.5.2
ABWEICHUNGEN VOM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT 191 7.6
REKOMBINATIONSMECHANISMEN 197 7.6.1 REKOMBINATION UEBER TIEFE STOERSTELLEN
(FALLENZUSTAENDE, HAFTSTELLEN, *TRAPS ) 197 7.6.2 BAND-BAND-REKOMBINATION
(STRAHLENDE REKOMBINATION) 204 7.6.3 AUGER-REKOMBINATION 207 8 TRANSPORT
213 8.1 FORMULIERUNG VON STREUZEITEN 213 8.2 SPEZIFISCHE *ELASTISCHE
STREUMECHANISMEN 215 8.2.1 STREUUNG AN AKUSTISCHEN PHONONEN:
DEFORMATIONSPOTENTIALSTREUUNG 215 8.2.2 STREUUNG AN GELADENEN
STOERSTELLEN: COULOMBSTREUUNG 217 8.3 STREUUNG AN OPTISCHEN PHONONEN:
POLARE OPTISCHE STREUUNG 220 8.4 WEITERE STREUPROZESSE 222 8.5
GUNN-EFFEKT 227 8.6 ELEKTRONEN- (ODER LOCH-)TRANSPORT UEBER STOERSTEUEEN
230 9 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN 231 9.1 QUANTENMECHANISCHE BETRACHTUNGEN
231 9.1.1 OPTISCHE DIPOLUEBERGAENGE IN SEMIKLASSISCHER BESCHREIBUNG 231
9.1. INHALTSVERZEICHNIS 9.4 ANDERE UEBERGAENGE UNTER BETEILIGUNG VON
STOERSTELLEN 249 9.5 STIMULIERTE EMISSION (LASERUEBERGAENGE) 251 10 ZWEI-
UND EINDIMENSIONALE ELEKTRONEN/LOECHER 255 10.1 REALISIERUNG VON
2D-STRUKTUREN 255 10.2 BANDSTRUKTUR UND ZUSTANDSDICHTE IN
2DEG/2DHG-SYSTEMEN 257 10.3 OSZILLATION DER FERMIENERGIE E F EINES 2DEG
IM MAGNETFELD 258 10.4 SHUBNIKOV-DE-HAAS-EFFEKT 260 10.5
QUANTEN-HALLEFFEKT MIT GANZZAHLIGEN FUELLFAKTOREN 261 10.6
QUANTEN-HALLEFFEKT MIT GEBROCHEN-ZAHLIGEN FUELLFAKTOREN 265 10.7
EXPERIMENTE MIT BALLISTISCHEN ELEKTRONEN 270 10.8 BLOCH-OSZILLATIONEN IN
UEBERGITTERN 276 11 GLEICHRICHTENDE UEBERGAENGE 281 11.1 PN-UEBERGAENGE 281
11.2 GEPOLTER PN-UEBERGANG: STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE (IDEAL) 291 11.3
REALE STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE 296 11.4 BAUELEMENTE MIT PN-UEBERGAENGEN
300 12 TRANSISTOREN 303 12.1 BIPOLARE TRANSISTOREN (PNP ODER NPN) 303
12.1.1 STROM-SPANNUNGS-BEZIEHUNGEN 303 12.1.2 TRANSISTOR-PARAMETER
(VIERPOL-PARAMETER) 308 12.1.3 VERBESSERUNG DES FREQUENZVERHALTENS: ZWEI
AUSGEWAEHLTE KONZEPTE 310 12.1.4 ERSATZSCHALTUNG 314 12.2
FELDEFFEKT-TRANSISTOREN (FETS) (UNIPOLAR-TRANSISTOREN) 316 12.2.1
ARBEITSPRINZIP 316 12.2.2 MOS-FET: AUFBAUSCHEMA, ENERGIEBAENDERVERLAUF
UND ELEKTRONENDICHTEPROFIL.... 317 12.2.3 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIEN 319
12.2.3 SPERRSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOR (JUNCTION-FET, J-FET) 322 12.2.
A.8 AUSGEWAEHLTE MATERIALPARAMETER 400 INHALTSVERZEICHNIS XI 13
HALBLEITER-LEUCHTDIODEN UND -LASER 331 13.1 LEUCHTDIODEN (*LIGHT
EMITTING DIODES , LEDS) 331 13.1.1 PHYSIKALISCHES FUNKTIONSPRINZIP 331
13.1.2 SPEZIELLE LEDS 333 13.2 HALBLEITERLASER 343 13.2.1 ALLGEMEINE
BEMERKUNGEN 343 13.2.2 PHYSIKALISCHES FUNKTIONSPRINZIP 343 13.2.3
WICHTIGE GROESSEN (STICHWORTE) 344 13.2.4 OBERFLAECHENEMITTIERENDE LASER
(*VERTICAL CAVITY SURFACE EMITTING LASERS , VCSELS) 351 13.2.5
SCHWELLSTROMREDUKTION IN LASERN MIT VERSPANNTEN QUANTENTOEPFEN 353 13.2.6
QUANTEN-KASKADEN-LASER 355 14 SILIZIUM-TECHNOLOGIE 359 14.1 HERSTELLUNG
VON SILIZIUM 359 14.2 DOTIERUNG ZUR HERSTELLUNG VON PN-UEBERGAENGEN 363 A
ANHANG 373 A.L PUNKTGRUPPENSYMMETRIE: CHARAKTERTAFELN 373 A.L.L
PHYSIKALISCHE BEDEUTUNG DER CHARAKTERTAFELN 373 A.L.2 ERWEITERUNG DER
CHARAKTERTAFEL 378 A.L.3 ANWENDUNGEN VON CHARAKTERTAFELN 379 A.2
VARIATIONSVERFAHREN NACH RITZ (RALEIGH, GALERKIN) 382 A.3 BERECHNUNG VON
MATRIXELEMENTEN 2P 2 /MO 385 A.4 PHOTONISCHE KRISTALLE: EIN ANALYTISCH
RECHENBARES BEISPIEL 388 A.5 FOURIERTRANSFORMIERTE DER
EMT-GRUNDZUSTANDSFUNKTION 395 A.6 AUSTAUSCHWECHSELWIRKUNG IN EINEM
FREIEN ELEKTRONENGAS 396 A.7 BAND-ANORDNUNG AN HETEROGRENZFLAECHEN: AEC,
AE V 398
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INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 DEFINITION DES HALBLEITERS 1 1.2
STELLUNG DER HALBLEITER IM PERIODENSYSTEM 3 1.3 CHEMISCHE BINDUNG 10
1.3.1 HOMOEOPOLARE (KOVALENTE) BINDUNG 10 .3.2 HETEROPOLARE (IONISCHE)
BINDUNG 11 .3.3 GEMISCHTE BINDUNG 11 .4 GRUNDBEGRIFFE DER
HALBLEITERPHYSIK 11 .4.1 ENERGIEBAND-MODELL: DARSTELLUNG IM ORTSRAUM 11
.4.2 ELEKTRISCHE LEITUNG 17 .4.3 ENERGIEBAND-DARSTELLUNG IM K-RAUM 29 2
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GRUNDGITTER 34 2.1.2 BEISPIELE FUER KRISTALLGITTER 37 2.1.3 EINZELHEITEN
ZU DEN FUER HALBLEITER WICHTIGSTEN KRISTALLSTRUKTUREN 38 2.1.4 ORT UND
LAGE VON KRISTALLEBENEN, MILLER-INDIZES 42 2.2 DAS REZIPROKE GITTER 43
2.3 BRILLOUINZONEN 47 2.4 BRILLOUINZONEN DER DREI KUBISCHEN GITTER UND
DES HEXAGONALEN WURTZIT-GITTERS 48 3 BANDSTRUKTURBERECHNUNGEN 53 3.1
UEBERSICHT 53 3.2 PERIODISCHES KASTENPOTENTIAL 62 3.3 BRIHOUIN-NAEHERUNG:
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STOERSTELLEN-HALBLEITUNG: LADUNGSTRAEGERDICHTE UND FERMI-NIVEAU 163 VIH
INHALTSVERZEICHNIS 3.4 BLOCHSCHE NAEHERUNG: DAS STARK GEBUNDENE ELEKTRON
74 3.5 APW-METHODE (*AUGMENTED PLANE WAVES"): ZELLENMETHODE 78 3.6
OPW-METHODE (*ORTHOGONALIZED PLANE WAVES") 79 3.7 PSEUDOPOTENTIALMETHODE
80 3.8 KP-METHODE 83 3.9 DISPERSIONSRELATIONEN VON PHONONEN 102 4
BESTIMMUNG VON BANDSTRUKTURPARAMETERN 105 4.1 ZUSTANDSDICHTE (*DENSITY
OF STATES") 105 4.2 OPTISCHE EXPERIMENTE 107 4.2.1 FUNDAMENTALABSORPTION
108 4.2.2 UEBERGAENGE IN ENERGETISCH HOEHERE BAENDER 113 4.2.3
RUMPFHIVEAU-SPEKTROSKOPIE (*CORE LEVEL SPECTROSCOPY") 114 4.2.4
UEBERGAENGE IN SCHICHTSTRUKTUREN (2D-SYSTEME) 116 4.2.5 EXPERIMENTELLER
GRUNDAUFBAU IM SPEKTRALBEREICH NIR. UV 118 4.2.6 ABSORPTION DURCH
FREIE LADUNGSTRAEGER 118 4.3 MIKROWELLEN-RESONANZABSORPTION
(ZYKLOTRONRESONANZ) 121 4.4 PHOTONISCHE KRISTALLE 134 5 STOERSTELLEN 137
5.1 EFFEKTIVE-MASSEN-THEORIE (EMT) 137 5.2 EXPERIMENTE 142 5.3
DOTIERUNGSABHAENGIGKEIT DER STOERSTELLENBINDUNGSENERGIE 146 6
BESETZUNGSSTATISTIK 151 6.1 CHEMISCHES POTENTIAL 151 6.2
VERTEILUNGSFUNKTION (FERMI-DIRAC-VERTEILUNG) 152 6.3 ZUSTANDSDICHTE 152
6.4 ELEKTRONENDICHTE (LOCHDICHTE) 154 6.4.1 BOLTZMANN-NAEHERUNG 155 6.4.2
HOCH-ENTARTETE HALBLEITER 158 6.4.3 BANDAUSLAEUFER (*BAND TAILS") 160 6.5
BESETZUNG VON STOERSTELLEN 162 INHALTSVERZEICHNIS IX 7
NICHTGLEICHGEWICHTSPROZESSE 171 7.1 UEBERSICHT 171 7.2 LOKALE STOERUNGEN
IM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT: POISSON-GLEICHUNG 173 7.2.1
RAUMLADUNGSDICHTE 174 7.2.2 BANDVERBIEGUNG AN OBERFLAECHEN: ELEKTRISCHE
FELDER 175 7.2.3 BANDVERBIEGUNG AN GRENZFLAECHEN/HETEROUEBERGAENGEN:
KONTAKTPOTENTIALE 176 7.2.4 BANDVERBIEGUNGEN AM
METALL-HALBLEITER-KONTAKT 177 7.3 BANDVERBIEGUNG: LOESUNG DER
POISSON-GLEICHUNG 182 7.4 ABSCHIRMUNG NACH THOMAS-FERMI 187 7.5 STROEME
IN HALBLEITERN 190 7.5.1 STROEME IM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT 190 7.5.2
ABWEICHUNGEN VOM THERMISCHEN GLEICHGEWICHT 191 7.6
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(FALLENZUSTAENDE, HAFTSTELLEN, *TRAPS") 197 7.6.2 BAND-BAND-REKOMBINATION
(STRAHLENDE REKOMBINATION) 204 7.6.3 AUGER-REKOMBINATION 207 8 TRANSPORT
213 8.1 FORMULIERUNG VON STREUZEITEN 213 8.2 SPEZIFISCHE *ELASTISCHE"
STREUMECHANISMEN 215 8.2.1 STREUUNG AN AKUSTISCHEN PHONONEN:
DEFORMATIONSPOTENTIALSTREUUNG 215 8.2.2 STREUUNG AN GELADENEN
STOERSTELLEN: COULOMBSTREUUNG 217 8.3 STREUUNG AN OPTISCHEN PHONONEN:
POLARE OPTISCHE STREUUNG 220 8.4 WEITERE STREUPROZESSE 222 8.5
GUNN-EFFEKT 227 8.6 ELEKTRONEN- (ODER LOCH-)TRANSPORT UEBER STOERSTEUEEN
230 9 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN 231 9.1 QUANTENMECHANISCHE BETRACHTUNGEN
231 9.1.1 OPTISCHE DIPOLUEBERGAENGE IN SEMIKLASSISCHER BESCHREIBUNG 231
9.1. INHALTSVERZEICHNIS 9.4 ANDERE UEBERGAENGE UNTER BETEILIGUNG VON
STOERSTELLEN 249 9.5 STIMULIERTE EMISSION (LASERUEBERGAENGE) 251 10 ZWEI-
UND EINDIMENSIONALE ELEKTRONEN/LOECHER 255 10.1 REALISIERUNG VON
2D-STRUKTUREN 255 10.2 BANDSTRUKTUR UND ZUSTANDSDICHTE IN
2DEG/2DHG-SYSTEMEN 257 10.3 OSZILLATION DER FERMIENERGIE E F EINES 2DEG
IM MAGNETFELD 258 10.4 SHUBNIKOV-DE-HAAS-EFFEKT 260 10.5
QUANTEN-HALLEFFEKT MIT GANZZAHLIGEN FUELLFAKTOREN 261 10.6
QUANTEN-HALLEFFEKT MIT GEBROCHEN-ZAHLIGEN FUELLFAKTOREN 265 10.7
EXPERIMENTE MIT BALLISTISCHEN ELEKTRONEN 270 10.8 BLOCH-OSZILLATIONEN IN
UEBERGITTERN 276 11 GLEICHRICHTENDE UEBERGAENGE 281 11.1 PN-UEBERGAENGE 281
11.2 GEPOLTER PN-UEBERGANG: STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE (IDEAL) 291 11.3
REALE STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE 296 11.4 BAUELEMENTE MIT PN-UEBERGAENGEN
300 12 TRANSISTOREN 303 12.1 BIPOLARE TRANSISTOREN (PNP ODER NPN) 303
12.1.1 STROM-SPANNUNGS-BEZIEHUNGEN 303 12.1.2 TRANSISTOR-PARAMETER
(VIERPOL-PARAMETER) 308 12.1.3 VERBESSERUNG DES FREQUENZVERHALTENS: ZWEI
AUSGEWAEHLTE KONZEPTE 310 12.1.4 ERSATZSCHALTUNG 314 12.2
FELDEFFEKT-TRANSISTOREN (FETS) (UNIPOLAR-TRANSISTOREN) 316 12.2.1
ARBEITSPRINZIP 316 12.2.2 MOS-FET: AUFBAUSCHEMA, ENERGIEBAENDERVERLAUF
UND ELEKTRONENDICHTEPROFIL. 317 12.2.3 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIEN 319
12.2.3 SPERRSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOR (JUNCTION-FET, J-FET) 322 12.2.
A.8 AUSGEWAEHLTE MATERIALPARAMETER 400 INHALTSVERZEICHNIS XI 13
HALBLEITER-LEUCHTDIODEN UND -LASER 331 13.1 LEUCHTDIODEN (*LIGHT
EMITTING DIODES", LEDS) 331 13.1.1 PHYSIKALISCHES FUNKTIONSPRINZIP 331
13.1.2 SPEZIELLE LEDS 333 13.2 HALBLEITERLASER 343 13.2.1 ALLGEMEINE
BEMERKUNGEN 343 13.2.2 PHYSIKALISCHES FUNKTIONSPRINZIP 343 13.2.3
WICHTIGE GROESSEN (STICHWORTE) 344 13.2.4 OBERFLAECHENEMITTIERENDE LASER
(*VERTICAL CAVITY SURFACE EMITTING LASERS", VCSELS) 351 13.2.5
SCHWELLSTROMREDUKTION IN LASERN MIT VERSPANNTEN QUANTENTOEPFEN 353 13.2.6
QUANTEN-KASKADEN-LASER 355 14 SILIZIUM-TECHNOLOGIE 359 14.1 HERSTELLUNG
VON SILIZIUM 359 14.2 DOTIERUNG ZUR HERSTELLUNG VON PN-UEBERGAENGEN 363 A
ANHANG 373 A.L PUNKTGRUPPENSYMMETRIE: CHARAKTERTAFELN 373 A.L.L
PHYSIKALISCHE BEDEUTUNG DER CHARAKTERTAFELN 373 A.L.2 ERWEITERUNG DER
CHARAKTERTAFEL 378 A.L.3 ANWENDUNGEN VON CHARAKTERTAFELN 379 A.2
VARIATIONSVERFAHREN NACH RITZ (RALEIGH, GALERKIN) 382 A.3 BERECHNUNG VON
MATRIXELEMENTEN 2P 2 /MO 385 A.4 PHOTONISCHE KRISTALLE: EIN ANALYTISCH
RECHENBARES BEISPIEL 388 A.5 FOURIERTRANSFORMIERTE DER
EMT-GRUNDZUSTANDSFUNKTION 395 A.6 AUSTAUSCHWECHSELWIRKUNG IN EINEM
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Inhaltsverzeichnis
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2000 UP 2800 S255 |
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