半导体激光器能带结构和光增益的量子理论 上

引言 1

第1章 半导体及其低维结构能带理论 3

1.1 能带论的基础 3

1.1.1 单电子能带模型的三个基本近似 4

1.1.2 晶格周期性的作用 9

1.1.3 晶格电子能谱及其表述方式 11

1.1.4 能带结构的计算 13

1.2 有效质量分析与k·p微扰论 50

1.2.1 有效质量分析 50

1.2.2 k·p微扰论的有限个能带模型 83

1.2.3 凯恩简并四带模型，有自旋－轨道相互作用的k·p法 87

1.2.4 拉廷格－科恩简并价带k·p微扰论 108

1.2.5 应变对能带结构的影响 143

1.2.6 GaN的能带结构 185

1.3 非均匀半导体—半导体异质结构 205

1.3.1 模型固体理论 210

1.3.2 包络函数理论和有效质量方程 217

1.3.3 半导体量子阱的能带结构 228

1.3.4 量子阱的子带结构 258

1.3.5 多阱结构和阱间耦合 279

1.3.6 任意一维势能场中的电子包络态——传播矩阵法 327

1.3.7 空间电荷分布对能带结构的影响 343

第2章 半导体能带之间的跃迁 353

2.1 电子和光子的能态密度及其统计占据率 353

2.1.1 电子能带的态密度 353

2.1.2 半导体量子点中的三维谐振子模型 367

2.1.3 光子能态密度——大光腔情况 378

2.1.4 电子和光子在多能级系统上的统计分布 379

2.1.5 体半导体中载流子浓度及其费米能级的确定 388

2.1.6 半导体量子阱中的载流子浓度及其费米能级的确定 396

2.2 半导体中的光跃迁 402

2.2.1 微观唯象理论 402

2.2.2 三种基本光跃迁速率之间的关系 411

2.3 光跃迁的量子力学 422

2.3.1 光跃迁几率 423

2.3.2 半导体带间光吸收和光增益 462