Sándor Kugler等著

非晶態(tài)半導(dǎo)體是具有半導(dǎo)體性質(zhì)的非晶態(tài)材料，是半導(dǎo)體的一個重要部分。非晶態(tài)半導(dǎo)體在多種應(yīng)用領(lǐng)域中都存在著巨大的潛力，其中，非晶硫早已廣泛應(yīng)用在復(fù)印技術(shù)中，由As-Te-Ge-Si系玻璃半導(dǎo)體制作的可改寫存儲器已有商品問世，利用光脈沖玻璃化碲微晶薄膜制作的光存儲器正在研制之中，還有人正在嘗試把非晶硅場效應(yīng)晶體管用于液晶顯示和集成電路。對于非晶硅的應(yīng)用，目前最多的研究集中于太陽能電池，非晶硅比晶體硅制備工藝簡單，易于制造大面積產(chǎn)品，并且非晶硅對于太陽光的吸收效率高，器件只需大約1微米厚的薄膜材料。因此，非晶硅有望成為更廉價太陽能電池的原料，現(xiàn)已受到能源專家的重視。

本書首先分析了非晶態(tài)與晶態(tài)半導(dǎo)體一致的屬性：它們具有類似的基本能帶結(jié)構(gòu)，有導(dǎo)帶、價帶和禁帶。非晶材料的基本能帶結(jié)構(gòu)主要取決于原子附近的狀況，可以用化學(xué)鍵模型作定性的解釋。以四面體鍵的非晶Ge、Si為例，Ge、Si中四個價電子經(jīng)sp雜化，鄰近原子的價電子之間形成共價鍵，其成鍵態(tài)對應(yīng)于價帶，反鍵態(tài)對應(yīng)于導(dǎo)帶。無論是Ge、Si的晶態(tài)還是非晶態(tài)，基本結(jié)合方式是相同的，只是在非晶態(tài)中鍵角和鍵長有一定程度的畸變，因而它們的基本能帶結(jié)構(gòu)是相類似的。

在此之后，本書對非晶半導(dǎo)體與晶態(tài)半導(dǎo)體的差異進(jìn)行了詳細(xì)的剖析：晶態(tài)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)是周期有序的，即具有平移對稱性，電子波函數(shù)是布洛赫函數(shù)，波矢k是與平移對稱性相聯(lián)系的量子數(shù)；相比而言，非晶態(tài)半導(dǎo)體不存在周期性，k不再是量子數(shù)。晶態(tài)半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動是比較自由的，電子運(yùn)動的平均自由程遠(yuǎn)大于原子間距；非晶態(tài)半導(dǎo)體中結(jié)構(gòu)缺陷的畸變使得電子的平均自由程大大減小，當(dāng)平均自由程接近原子間距的數(shù)量級時，無法應(yīng)用晶態(tài)半導(dǎo)體中建立的電子漂移運(yùn)動理論。非晶態(tài)半導(dǎo)體能帶邊態(tài)密度的變化不像晶態(tài)那樣陡峭，而具有不同程度的帶尾。

本書還介紹了如何使用計算機(jī)模擬產(chǎn)生隨機(jī)結(jié)構(gòu)，為讀者提供了構(gòu)建現(xiàn)實材料的方法；通過大量仿真詳述了非晶半導(dǎo)體不定型結(jié)構(gòu)的光學(xué)和電氣特性，方便讀者理解無序半導(dǎo)體特性。最后的章節(jié)詳細(xì)討論了通過光子輻射改變半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，并預(yù)測了應(yīng)用前景。

本書分為5章：1.背景介紹，回顧了非晶硅的科研和應(yīng)用歷史；2.預(yù)備知識，介紹了薄膜生長工藝、熔融玻璃態(tài)法和菲利普斯理論；3.非晶半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，介紹了晶態(tài)半導(dǎo)體和非晶態(tài)半導(dǎo)體的主要區(qū)別、由三維向一維投影的函數(shù)、由一維向三維擴(kuò)展的函數(shù)、相變及其應(yīng)用；4.電子層微觀結(jié)構(gòu)，介紹了化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)、電子的濃度和狀態(tài)、主要缺陷、光學(xué)特性和電氣特性；5.光誘導(dǎo)現(xiàn)象，介紹了光致體積變化、光子暗化效應(yīng)和光致褪色、光致缺陷、光致結(jié)晶和非晶形態(tài)。

本書的讀者對象為半導(dǎo)體領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域的學(xué)生、教授和研究人員。

寧圃奇，博士，研究員

（中國科學(xué)院電工研究所）

Puqi Ning， Associate Professor

（Institute of Electrical Engineering， CAS）Ernst O.Gbel et al

Quantum Metrology

Foundation of Units and Measurements

2015

http：//onlinelibrary.wiley.com/book/

10.1002/9783527680887

EISBN9783527680887