低次元半導体の物理

低次元半導体の物理

原書名 The physics of low-dimensional semiconductors
著者名 樺沢 宇紀
発行元 丸善出版
発行年月日 2012年02月
判型 B5 257×182
ページ数 476ページ
ISBN 978-4-621-06626-3
Cコード 3042
NDCコード 428
ジャンル 物理学 >  物性物理

内容紹介

本書はGlasgow大学で行われているナノエレクトロニクスの講義の内容をまとめた教科書。量子井戸や量子障壁、2次元電子系、量子ドット、各種ナノ構造の性質を理論的に扱うための基礎となる手法を、初等量子力学の範囲内で分かりやすく解説。丁寧な数式の導出と説明、見やすい豊富な図画、充実した各章末の演習問題など全般に教育的な配慮が行き届いており、半導体ナノテクノロジーに本格的に携わろうとする者が、最初に基礎的な素養を身につけるのに適した教科書と言える。

目次

序章
第1章 量子力学と量子統計
 1.1 波動力学とSchrodinger方程式
 1.2 自由粒子
 1.3 量子井戸に閉じ込められた粒子
 1.4 電荷と電流密度
 1.5 演算子と測定
 1.6 固有状態の数学的性質
 1.7 状態密度
 1.8 状態の占有:統計分布関数
第2章 結晶中の電子とフォノン
 2.1 1次元系のバンド構造
 2.2 バンド内の電子の運動
 2.3 状態密度
 2.4 2次元系と3次元系のバンド構造
 2.5 半導体の結晶構造
 2.6 半導体のバンド構造
 2.7 バンドギャップの光学的測定
 2.8 フォノン
第3章 ヘテロ構造
 3.1 ヘテロ構造の一般的な性質
 3.2 ヘテロ構造の作製
 3.3 バンドエンジニアリング
 3.4 層状構造:量子井戸と量子障壁
 3.5 ドープしたヘテロ構造
 3.6 歪み層
 3.7 Si―Geヘテロ構造
 3.8 量子細線と量子ドット
 3.9 光の閉じ込め
 3.10 有効質量近似
 3.11 ヘテロ構造における有効質量理論
第4章 量子井戸と低次元系
 4.1 無限に深い矩形井戸
 4.2 有限の深さの矩形井戸
 4.3 放物線井戸
 4.4 三角井戸
 4.5 擬2次元系
 4.6 サブバンドの占有
 4.7 2次元・3次元のポテンシャル井戸
 4.8 1次元以下の低次元系
 4.9 ヘテロ構造の量子井戸
第5章 トンネル輸送
 5.1 ポテンシャル段差
 5.2 T行列
 5.3 T行列の他の性質
 5.4 電流とコンダクタンス
 5.5 共鳴トンネル
 5.6 超格子とミニバンド
 5.7 多チャネル系のコヒーレント輸送
 5.8 ヘテロ構造におけるトンネル輸送
 5.9 本章で用いた諸問題
第6章 電場と磁場
 6.1 電磁場を含むSchrodinger方式
 6.2 一様な電場
 6.3 導電率テンソルと低効率テンソル
 6.4 一様な磁場
 6.5 狭いチャネルと磁場
 6.6 量子Hall効果
第7章 近似法
 7.1 行列形式による量子力学の定式化
 7.2 一様な電場
 7.3 k・p理論
 7.4 WKB理論
 7.5 変分法
 7.6 縮退系の摂動論
 7.7 バンド構造:強く束縛された電子のモデル
 7.8 バンド構造:ほとんど自由な電子のモデル
第8章 散乱過程:黄金律
 8.1 静的ポテンシャルに対する黄金律
 8.2 不純物散乱
 8.3 振動ポテンシャルに対する黄金律
 8.4 フォノン散乱
 8.5 光吸収
 8.6 バンド間の光吸収
 8.7 量子井戸の光吸収
 8.8 ダイヤグラムと自己エネルギー
第9章 2次元電子気体
 9.1 変調ドーウ層のバンドダイヤグラム
 9.2 単純なモデルの諸問題
 9.3 2DEGの電子構造
 9.4 電子気体による遮蔽
 9.5 導電面の外にある不純物による散乱
 9.6 他の散乱機構
第10章 量子井戸の光学特性
 10.1 光学的な応答の一般論
 10.2 価電子帯の構造:Kaneモデル
 10.3 量子井戸のバンド
 10.4 量子井戸におけるバンド間遷移
 10.5 量子井戸におけるサブバンド間遷移
 10.6 光学利得とレーザー
 10.7 励起子
付録
 A 物理定数表
 B 重要な半導体材料の特性値
 C 室温におけるGaAs―AlGaAs混晶の性質
 D Hermiteの微分方程式:調和振動子
 E Airy関数:三角井戸
 F Kramers―Kroingの関係式と応答関数
 G 場の勾配・発散・回転(訳者補遺)
 H 直交曲線座標とラプラシアン(訳者補遺)
 I ギリシャ文字(訳者補遺)

出版社からのメッセージ

本書は、2004年6月にシュプリンガー・ジャパン株式会社より出版された同名書籍を再出版したものです。

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本書は、少部数印刷(POD)にて重版が可能です。
在庫僅少の場合でもご注文いただけますので、お問い合わせください。
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定価:7,480円
(本体6,800円+税10%)
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