本書系統(tǒng)地介紹了半導(dǎo)體微納米電子學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展、基本原理和實(shí)驗(yàn),具體包括:非平衡輸運(yùn)、共振隧穿、超晶格縱向輸運(yùn)、介觀輸運(yùn)、量子點(diǎn)的輸運(yùn)等內(nèi)容。
《半導(dǎo)體微納電子學(xué)》較全面的介紹了關(guān)于半導(dǎo)體為納電子學(xué)的相關(guān)知識(shí),融合半導(dǎo)體微納電子學(xué)領(lǐng)域的新進(jìn)展、基本原理和實(shí)驗(yàn)于一體,適合作為從事半導(dǎo)體微電子學(xué)研究的大學(xué)高年級(jí)學(xué)生、研究生和研究人員的參考書。
夏建白,中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員,中國(guó)科學(xué)院信息技術(shù)科學(xué)部院士。 長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體和半導(dǎo)體超晶格、微結(jié)構(gòu)理論研究,在該領(lǐng)域提出了一系列的理論,其中包括:量子球空穴態(tài)的張量模型、介觀系統(tǒng)的一維量子波導(dǎo)理論、(11N)取向襯底生長(zhǎng)超晶格的有效質(zhì)量理論、半導(dǎo)體雙勢(shì)壘結(jié)構(gòu)的空穴隧穿理論、以及計(jì)算超晶格電子結(jié)構(gòu)的有限平面波展開方法等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇,撰寫專著3部:《半導(dǎo)體超晶格物理》(與朱邦芬合作)、《現(xiàn)代半導(dǎo)體物理》和《半導(dǎo)體自旋電子學(xué)》(與葛惟昆、常凱合作)。 曾獲得1993年、2004年和2009年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、1989年和1998年中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、2005年何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。專著《半導(dǎo)體超晶格物理》獲得1998年第八屆全國(guó)科技圖書一等獎(jiǎng)和第三屆國(guó)家圖書獎(jiǎng)提名獎(jiǎng),《現(xiàn)代半導(dǎo)體物理》獲得2001年全國(guó)科技圖書三等獎(jiǎng)。 現(xiàn)任《科學(xué)通報(bào)》主編、科學(xué)出版社《半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)叢書》主編、北京大學(xué)《中外物理學(xué)精品書系》副主編、中國(guó)科學(xué)院信息技術(shù)學(xué)部、中國(guó)科學(xué)院學(xué)部出版與科普工作委員會(huì)委員等。
第0章 引言
0.1 特征長(zhǎng)度
0.1.1 費(fèi)米波長(zhǎng)
0.1.2 平均自由程
0.1.3 相弛豫長(zhǎng)度
0.2 超小器件中的非平衡輸運(yùn)
0.3 量子效應(yīng)
0.3.1 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)
0.3.2 相相干效應(yīng)
0.3.3 庫(kù)侖阻塞效應(yīng)
0.4 量子波導(dǎo)
0.5 碳基納米器件
0.5.1 電子結(jié)構(gòu)
0.5.2 電學(xué)性質(zhì)
0.5.3 碳管場(chǎng)效應(yīng)晶體管(TFET)
0.5.4 碳片納米帶晶體管
0.5.5 碳基器件的未來
第1章 非平衡輸運(yùn)
1.1 蒙特卡羅方法
1.2 均勻半導(dǎo)體中與時(shí)間有關(guān)的輸運(yùn)現(xiàn)象
1.2.1 漂移擴(kuò)散模型
1.2.2 強(qiáng)電場(chǎng)下的輸運(yùn)
1.2.3 考慮了強(qiáng)場(chǎng)輸運(yùn)的器件設(shè)計(jì)
1.3 與空間有關(guān)的輸運(yùn)現(xiàn)象
1.4 Si-M0SFET中的輸運(yùn)
1.5 GaAs HEMT中雜質(zhì)分布漲落引起的量子效應(yīng)
1.6 超小GaAs MESFET的模擬
1.7 超小HEMT器件的模擬
第2章 共振隧穿
2.1 單勢(shì)壘結(jié)構(gòu)
2.2 雙勢(shì)壘結(jié)構(gòu)的共振隧穿
2.3 空穴共振隧穿
2.4 稀磁半導(dǎo)體的共振隧穿
第3章 超晶格縱向輸運(yùn)
3.1 超晶格微帶輸運(yùn)
3.2 超晶格中的布洛赫振蕩
3.3 Wannier-Stark態(tài)之間的跳躍電導(dǎo)
第4章 介觀輸運(yùn)
4.1 接觸電阻
4.2 蘭道公式
4.3 多通道情形
4.4 多端器件
4.5 Buttiker公式的一些應(yīng)用
4.5.1 三極導(dǎo)體
4.5.2 四極導(dǎo)體
4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.6.1 二端導(dǎo)體
4.6.2 磁場(chǎng)下的二端導(dǎo)體
4.6.3 量子霍爾效應(yīng)
第5章 量子點(diǎn)的輸運(yùn)
5.1 單電子效應(yīng)與單電子晶體管
5.2 量子點(diǎn)輸運(yùn)中的Kondo效應(yīng)
5.2.1 金屬中的Kondo效應(yīng)
5.2.2 量子點(diǎn)中的Kondo效應(yīng)
5.3 垂直量子點(diǎn)中的單電子輸運(yùn)
5.3.1 量子點(diǎn)和單電子能級(jí)
5.3.2 殼層填充和洪德定則
5.3.3 磁場(chǎng)下個(gè)電子的基態(tài)
5.3.4 磁場(chǎng)下的單電子隧道譜
5.3.5 自旋阻塞效應(yīng)
5.3.6 耦合量子點(diǎn)的單電子隧穿
第6章 量子波導(dǎo)輸運(yùn)
6.1 量子器件
6.1.1 理論方法
6.1.2 Aharonov-Bohm效應(yīng)
6.1.3 量子干涉器件
6.2 一維量子波導(dǎo)理論
6.2.1 兩個(gè)基本方程
6.2.2 環(huán)狀器件
6.2.3 AB效應(yīng)
6.2.4 量子干涉器件
6.3 二維量子波導(dǎo)理論——傳輸矩陣方法
6.4 二維量子波導(dǎo)理論——散射矩陣方法
6.4.1 彎曲結(jié)構(gòu)
6.4.2 周期多結(jié)構(gòu)波導(dǎo)
6.5 多端波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
6.6 圓形中心區(qū)域的波導(dǎo)
6.6.1 A-B環(huán)
6.6.2 平面量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)
6.7 空穴的一維量子波導(dǎo)理論
第7章 Rashba電流的量子波導(dǎo)理論
7.1 Rashba電流的一維量子波導(dǎo)理論
7.1.1 Rashba態(tài)波函數(shù)
7.1.2 Rashba電流的邊界條件
7.1.3 Rashba波在分叉回路上的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
7.1.4 分叉結(jié)構(gòu)回路量子波導(dǎo)的普遍理論
7.2 彎曲回路上Rashba電子的一維量子波導(dǎo)理論
7.2.1 閉合圓環(huán)的Rashba電子態(tài)
7.2.2 閉合方環(huán)的Rashba電子態(tài)
7.2.3 AB圓環(huán)中的自旋干涉
7.2.4 AB方環(huán)中的自旋干涉
7.2.5 AB雙圈方環(huán)中的自旋干涉
第8章 硅單電子晶體管
8.1 單電子晶體管的原理
8.2 室溫下工作的單電子晶體管的早期工作
8.3 室溫下工作的Si SET
8.4 Si SET用作邏輯電路
8.5 量子點(diǎn)庫(kù)侖阻塞振蕩的理論
第9章 硅單(少)電子存儲(chǔ)器
9.1 浮柵存儲(chǔ)結(jié)型存儲(chǔ)器
9.2 Si SET用作存儲(chǔ)器
9.3 室溫工作的浮柵存儲(chǔ)器
9.4 硅納米晶體存儲(chǔ)器
9.5 納米晶體浮柵存儲(chǔ)器的保持性質(zhì)
0章 超小半導(dǎo)體器件的量子輸運(yùn)模型
10.1 非平衡格林函數(shù)模型
10.2 量子玻爾茲曼方程
10.3 維格納函數(shù)模型
10.4 維格納函數(shù)輸運(yùn)方程中的量子修正
10.5 非平衡格林函數(shù)的量子輸運(yùn)理論
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