1. 序論 |
§1.1 結晶結合 1 |
(1) イオン結合 2 |
(2) 共有結合 4 |
(3) ファン・デル・ワールス結合 6 |
(4) 金属結合 6 |
(5) 水素結合 6 |
§1.2 量子力学の要約 8 |
(1) シュレーディンガー方程式 8 |
(2) 分散関係 10 |
(3) 摂動論 10 |
§1.3 基本的事項 12 |
(1) 原子の電子構造 12 |
(2) 元素周期表 12 |
(3) 統計分布関数 14 |
(4) 物理定数,エネルギー尺度,特殊相対論 16 |
2. 結晶の電子構造 |
§2.1 自由電子近似 20 |
(1) エネルギー準位 22 |
(2) その物性 24 |
§2.2 エネルギーバンド構造 30 |
(1) エネルギーギャップ 30 |
(2) 逆格子空間 32 |
(3) ブリュアン・ゾーン 36 |
§2.3 バンド理論の一般化 38 |
(1) 強結合近似 38 |
(2) 有効質量 42 |
3. 半導体物性I |
§3.1 伝導帯と価電子帯 48 |
(1) バンド構造 48 |
(2) バンドギャッブ 52 |
(3) 正孔 54 |
(4) 多バレー構造 56 |
§3.2 不純物準位 58 |
(1) ドナー・アクセプター準位 60 |
(2) 有効質量近似 64 |
4. 半導体物性II |
§4.1 キャリアー濃度 68 |
(1) 固有半導体 70 |
(2) 不純物半導体 72 |
§4.2 キャリアー散乱機構 76 |
(1) ボルツマン輸送方程式 76 |
(2) その応用例 78 |
(3) 移動度 82 |
§4.3 磁場効果 86 |
(1) ホール効果 86 |
(2) ランダウ準位 88 |
§4.4 非線形現象 92 |
(1) 高電界効果(I)Si 92 |
(2) 高電界効果(II)GaAs 94 |
(3) 金属・絶縁体転移 96 |
5. 格子欠陥 |
§5.1 点欠陥 100 |
§5.2 転位 104 |
§5.3 表面 106 |
§5.4 非晶質固体 110 |
6. p-n接合 |
§6.1 熱平衡下のエネルギー構造 112 |
§6.2 ダイオードの電気特性 118 |
(1) 整流 118 |
(2) トンネル効果 118 |
§6.3 バイポーラ・トランジスタ 122 |
7 MOS構造 |
§7.1 金属・半導体界面 126 |
§7.2 電界効果トランジスタ 130 |
(1) 反転層の形成 130 |
(2) FETの電流―電圧特性 132 |
(3) 技術的課題 134 |
§7.3 量子ホール効果 136 |
(1) 2次元電子系の磁気効果 136 |
(2) ホール効果の量子化 138 |
(3) 局在状態,分数量子ホール効果 142 |
8. ヘテロ接合 |
§8.1 バンド設計 144 |
(1) エピタキシー技術 144 |
(2) 混晶系 148 |
(3) バンド整列 148 |
(4) 量子井戸 150 |
§8.2 応用例 154 |
(1) 量子井戸光素子 154 |
(2) 共鳴トンネル効果 156 |
(3) 変調ドープ法 156 |
9. 半導体の光物性 |
§9.1 光吸収特性 162 |
(1) 基礎吸収 162 |
(2) 励起子 164 |
§9.2 光センサーと太陽電池 166 |
§9.3 発光素子 170 |
(1) 発光ダイオード 170 |
(2) 半導体レーザー 174 |
参考文献 180 |
索引 182 |