Сохранность книги — очень хорошая

Physics of III—V Compounds

by Prof. Dr. Otfried Madelung

INSTITUTE FOR THEORETICAL PHYSICS
UNIVERSITY OF MARBURG/LAHN

John Wiley and Sons, 1964

Пер. с англ. Л. Л. Коренблита, С. И. Рембеза и Н. А. Федорович

Формат 60x90 1/16

Настоящая книга посвящена обстоятельному описанию нового класса полупроводниковых материалов — соединениям типа А^IIIВ^V, получившим в последние годы широкое практическое применение в полупроводниковой электронике и (в самое последнее время) в лазерной технике.

В книге систематически описаны результаты основных исследований важнейших свойств этих соединений (кристаллохимия, энергетическая зонная структура, электрические и оптические свойства, роль примесей и т. д.), включая самый последний период. Книга содержит обширную библиографию.

Книга рассчитана на физиков, химиков и инженеров, занимающихся изучением свойств полупроводниковых материалов и их применением в полупроводниковых приборах и лазерах. Она может также служить дополнительным пособием для преподавателей и студентов физико-технических вузов по курсу физики полупроводников.

Интерметаллические соединения элементов III и V групп периодической системы Менделеева, или, как их сокращённо принято называть, соединения А^IIIВ^V, получили в последние годы широкое распространение в качестве материала для изготовления различных полупроводниковых приборов. Интенсивное изучение свойств этих соединений, проводившееся на протяжении последних четырнадцати лет, привело к открытию ряда явлений, созданию принципиально новых и важных для техники электронных приборов и существенно способствовало развитию физики твёрдого тела.

Началом систематического изучения соединений А^IIIВ^V принято считать 1952 г., когда появились первые работы Г. Велькера по электрическим, магнитным и оптическим свойствам ряда соединений А^IIIВ^V. Однако в действительности ещё за два года до этого, в 1950 г., А. Р. Регель с сотрудниками исследовали электрические свойства антимонида индия и показали, что это соединение является полупроводником с узкой запрещённой зоной и большой подвижностью электронов. К выводу о полупроводниковых свойствах антимонида индия в то же время пришла и Н. А. Горюнова на основе исследования изоморфизма соединений А^IIIВ^V и полупроводниковых элементов IV группы периодической системы Менделеева. Указанные работы явились частью проводившихся тогда в Ленинградском физико-техническом институте под руководством А. Ф. Иоффе и В. П. Жузе исследований электрических, фотоэлектрических и магнитных свойств различных интерметаллических соединений — нового в то время класса полупроводников.

В последующие годы, начиная с 1954 г., исследование соединений А^IIIВ^V успешно развивалось в Ленинградском физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе под руководством Д. Н. Наследова. Лаборатория, руководимая Д. Н. Наследовым, внесла большой вклад не только в изучение свойств соединений А^IIIВ^V и создание на их основе новых полупроводниковых приборов, но и в значительной степени способствовала внедрению в СССР этих материалов в технику.

За прошедшие четырнадцать лет интерес к соединениям А^IIIВ^V не только не уменьшился, но в последние годы значительно возрос главным образом в связи с созданием полупроводниковых квантовых генераторов. Количество ежегодно публикуемых работ по соединениям А^IIIВ^V, начиная с 1960 г., в среднем колеблется в пределах 180—200. Естественно, что при таком большом количестве ежегодных публикаций время от времени возникает необходимость в составлении специальных обзоров и монографий, в которых в сжатой форме сообщалась бы информация об основных результатах, полученных при исследовании этих соединений. Такой обзор свойств соединений А^IIIВ^V представлен в сборнике «Полупроводники» под редакцией И. Б. Хеннея (ИЛ, 1962) и в монографии К. Хилсума и А. Роуз-Инса «Полупроводники типа А^IIIВ^V» (ИЛ, 1963).

Предлагаемая в русском переводе книга О. Маделунга, крупного немецкого физика (ныне профессора Марбургского университета), ближайшего сотрудника Г. Велькера, «Физика полупроводниковых соединений элементов III и V групп» выгодно отличается от изданных ранее книг не только изложением более новых работ, но и более полным и подробным описанием основных свойств этой чрезвычайно важной группы полупроводниковых материалов. В книге рассмотрены основные кристаллохимические свойства и структура энергетических зон, электрические, оптические, магнитооптические, гальваномагнитные и термомагнитные свойства различных соединений А^IIIВ^V. Читатель найдёт в этой книге наиболее полную сводку данных об энергетических уровнях и влиянии различных примесей на электрические, оптические и другие свойства этих соединений, данные о подвижности и эффективной массе носителей тока, данные о коэффициентах диффузии примесей и другие важные сведения, касающиеся свойств соединений А^IIIВ^V. Специальная глава (гл. VI) посвящена твёрдым растворам и тройным соединениям А^IIIВ^V, а также твёрдым растворам А^IIIВ^V и А^IIIВ^VI. Изучение этого класса более сложных по составу веществ, безусловно, представляет в настоящее время значительный научный интерес и открывает широкие возможности создания полупроводниковых материалов с разнообразными физико-химическими свойствами. Большой вклад в синтезирование и исследование тройных и более сложных полупроводниковых соединений на основе А^IIIВ^V и А^IIIВ^Vl внесла Н. А. Горюнова с сотрудниками, работы которых широко цитируются в книге О. Маделунга…

Предисловие редактора перевода
Б. И. Болтакс

П р е д и с л о в и е р е д а к т о р а п е р е в о д а	5
П р е д и с л о в и е а в т о р а	9
У с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я	13

Глава 1. Введение	15

§ 1. Историческая справка	15
§ 2. Кристаллическая структура тетраэдрических фаз	16
§ 3. Характеристика наиболее важных соединений А^IIIВ^V	27

Глава 2. Теоретические основы	31

§ 1. Химическая связь в тетраэдрических фазах	31
§ 2. Теория зонной структуры соединений А^IIIВ^V	39
1. Введение	39
2. Зонная структура полупроводника с решёткой типа алмаза	40
3. Симметрия зонной структуры соединений А^IIIВ^V	42
4. Теория Кейна	46
5. Методы теории возмущений	53
6. Одномерные модели	55
7. Выводы	57

Глава 3. Оптические свойства соединений А^IIIВ^V	58

§ 1. Введение	58
§ 2. Межзонные переходы	60
1. Край полосы поглощения	60
2. Зависимость края полосы поглощения от давления	61
3. Влияние свободных носителей тока на положение края
полосы поглощения	66
4. Оптические переходы из валентной зоны в зону
проводимости	68
5. Внутризонные переходы в валентной зоне и зоне
проводимости	85
6. Поглощение и отражение света во внешнем магнитном
поле	90
§ 3. Свободные носители тока	98
1. Теория	98
2. Поглощение	103
3. Отражение	107
4. Циклотронный резонанс	109
5. Магнетоплазменное отражение	115
6. Эффекты Фарадея и Фогта	116
§ 4. Колебания решётки	120
§ 5. Показатель преломления .	124

Глава 4. Явления переноса	126

§ 1. Введение	126
§ 2. Электрические и гальваномагнитные свойства	127
1. Подвижность	127
2. Электропроводность и постоянная Холла	132
3. Зависимость электропроводности и постоянной Холла
от магнитного поля	174
4. Аномалии гальваномагнитных явлений при низких
температурах и в сильных магнитных полях	195
5. Зависимость электрических свойств от давления	208
6. Сильные электрические поля. Ударная ионизация	217
§ 3. Термоэлектрические явления	224
1. Термо-э.д.с.	224
2. Теплопроводность	229
3. Термомагнитные явления	233
§ 4. Неравновесные явления	239

Глава 5. Примеси и дефекты	257

§ 1. Введение	257
§ 2. Свойства примесей в соединениях А^IIIВ^V	259
1. Акцепторы и доноры II и VI групп периодической
системы	259
2. Примеси IV группы периодической системы	262
3. Другие примеси	265
4. Неидентифицированные примесные уровни	268
§ 3. Введение и удаление примесей и дефектов в соединениях
А^IIIВ^V	269
1. Выращивание чистых кристаллов; легирование	269
2. Диффузия	276
3. Термообработка и дефекты решётки	288
4. Влияние облучения частицами	292
§ 4. Специальные случаи	300
1. Аномалии в подвижности носителей зарядов,
вызванные примесями	300
2. Высокоомные GaAs и GaP	301
3. Электролюминесценция	304

Глава 6. Кристаллы твёрдых растворов и тройных соединений	308

§ 1. Введение	308
§ 2. Твёрдые растворы между соединениями А^IIIВ^V	309
1. Предварительные замечания	309
2. Система InSb — GaSb	310
3. Система InSb — AlSb	316
4. Система GaSb — AlSb	316
5. Система InAs — GaAs	318
6. Системы InSb — InAs и GaSb — GaAs	321
7. Система InAs — InP	321
8. Система GaAs — GaP	326
§ 3. Твёрдые растворы между соединениями А^IIIВ^V и
другими полупроводниками	327
1. Системы соединений А^IIIВ^V и А^IIIВ^VI	327
2. Системы InSb — In₂Se₃ и InSb — In₂Te₃	329
3. Системы InAs — In₂Se₃ и InAs — In₂Te₃	332
4. Системы GaAs — Ga₂Se₃ и GaAs — Ga₂Te₃	334
5. Другие системы твёрдых растворов	334
§ 4. Тройные соединения	335
1. Основные точки зрения	335
2. Соединения типа А^IIВ^IVC₂^V	337

Глава 7. p—n-переходы	343

§ 1. Введение .	343
§ 2. Диоды и триоды	345
1. Диоды	345
2. Транзисторы	347
§ 3. Фотоэффект на p—n-переходах	348
1. Фотодиоды	348
2. Обнаружение с помощью p—n-переходов рентгеновского,
γ-излучения и частиц высокой энергии	353
§ 4, Туннельный эффект в p—n-переходах	355
§ 5. Спонтанное и стимулированное излучение из p—n-перехода	366

Глава 8. Различные физические свойства	370

§ 1. Магнитная восприимчивость	370
§ 2. Тонкие плёнки	375
§ 3. Поверхностная проводимость и эффект поля	378
§ 4. Поверхностные свойства и полярность решётки
цинковой обманки	379
§ 5. Пластическая деформация; дислокации	385
§ 6. Упругие постоянные; коэффициенты расширения	388

Глава 9. Обобщение и обсуждение основных свойств соединений
А^IIIВ^V	393

§ 1. Предварительные замечания	393
§ 2. Зонная структура	394
§ 3. Явления переноса	403
§ 4. Зависимость между химической связью и
полупроводниковыми свойствами	405

Л и т е р а т у р а	414
Д о п о л н и т е л ь н а я л и т е р а т у р а	450
П р е д м е т н ы й у к а з а т е л ь	462
У к а з а т е л ь в е щ е с т в	467

Книги на ту же тему

Тройные алмазоподобные полупроводники, Бергер Л. И., Прочухан В. Д., 1968
Арсенид галлия. Получение, свойства и применение, Кесаманлы Ф. П., Наследов Д. Н., ред., 1973
Арсенид галлия в микроэлектронике, Айнспрук Н., Уиссмен У., ред., 1988
Неравновесные приповерхностные процессы в полупроводниках и полупроводниковых приборах, Зуев В. А., Саченко А. В., Толпыго К. Б., 1977
Флуктуационные явления в полупроводниках, Ван-дер-Зил А., 1961
Самоорганизация в полупроводниках. Неравновесные фазовые переходы в полупроводниках, обусловленные генерационно-рекомбинационными процессами, Шёлль Э., 1991
Плазма и токовые неустойчивости в полупроводниках, Пожела Ю. К., 1977
Излучательная рекомбинация в полупроводниках: Сборник статей, Покровский Я. Е., ред., 1972
Оптические процессы в полупроводниках, Панков Ж., 1973
Математика диффузии в полупроводниках, Малкович Р. Ш., 1999
Электронные процессы в некристаллических веществах, Мотт Н., Дэвис Э., 1974
Электронная теория неупорядоченных полупроводников, Бонч-Бруевич В. Л., Звягин И. П., Кайпер Р., Миронов А. Г., Эндерлайн Р., Эссер Б., 1981
Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников, Мазнин А. Н., Нетушил А. В., Парини Е. П., 1950

elapsed time 0.021 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему