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第7篇　半导体低维结构和量子器件1

2.1　量子尺寸（约束）效应3

2　半导体低维结构材料的基本特性3

第1章　概述3

1　半导体低维结构的定义3

2.3　库仑阻塞效应4

2.2　量子隧穿效应4

3.1　分子束外延（MBE）技术5

3　半导体低维结构的制备技术5

2.4　量子干涉效应5

2.5　二维电子气和量子霍尔（Hall）效应5

4.1　近场光学显微镜6

4　半导体低维结构材料的评价技术6

3.2　金属有机物化学气相淀积（MOCVD）技术6

3.3　半导体微结构材料生长和精细加工相结合的制备技术6

3.4　应变自组装纳米半导体结构生长技术6

4.2　显微拉曼光谱技术7

5.1　低维结构半导体电子器件8

5　半导体量子器件8

5.2　低维结构半导体光电子器件9

6　半导体低维结构材料和量子器件的发展趋势11

1.2　2DEG的能级结构12

1.1　二维电子（2DEG）的形成12

第2章　半导体低维结构物理12

1　GaAs/AlGaAs调制掺杂异质结构中的二维电子气12

1.3　2DEG的面密度N？13

1.4　2DEG的散射机制14

1.6　量子霍尔效应15

1.5　强磁场中的2DEG15

2.2　量子阱的能级结构18

2.1　计算电子能级结构的包络函数模型18

2　量子阱和超晶格18

2.3　超晶格的能级结构20

2.4　量子阱、超晶格的光学性质21

2.5　双势垒结构中的共振遂穿现象23

3.2　量子点的电子能级结构25

3.1　量子线的电子能级结构25

3　量子线和量子点25

3.3　量子线、量子点的光学性质27

1.1　生长系统32

1　金属有机气相外延32

第3章　半导体低维结构材料的制备技术32

1.2　原材料33

1.3　生长机构37

1.4　化合物半导体材料的外延生长42

2　分子束外延（molecular beam epitaxy）53

2.1　设备54

2.2　基本原理55

2.3　生长技术57

2.4　MBE的衍生技术59

2.5　分子束外延材料及其应用61

3.1 晶格匹配GaAs/AlGaAs量子阱材料的MBE生长技术64

3　半导体低维结构材料的制备方法64

3.3　层状异质结构生长与精细加工相结合制备量子线、量子点结构65

3.2　量子阱结构的应变异质外延生长65

3.6　量子线的MBE直接生长方法66

3.5　量子线的VLS生长技术66

3.4　量子线、量子点的化学合成方法66

3.7　应变自组装生长量子点、量子线结构67

3.8　量子点的可控生长技术69

1.3　工作模式73

1.2　TEM结构73

第4章　半导体低维结构材料的评价技术73

1　透射电子显微分析技术73

1.1　工作原理73

1.5　应用实例74

1.4　TEM制样74

2.2　工作模式75

2.1　工作原理75

2　扫描电子显微镜技术75

3.2　隧道电流谱76

3.1　工作原理76

2.3　SEM样品制备76

2.4　应用实例76

3　扫描隧道电流显微镜技术76

3.4　应用实例77

3.3　半导体样品的制备和处理77

4.2　AFM工作模式78

4.1　工作原理78

4　原子力显微镜（AFM）测试技术78

5.1　工作原理79

5　X射线散射（XRD）技术79

4.3　针尖效应79

4.4　AFM的应用79

5.2　X散射技术的种类80

5.4　应用81

5.3　倒格子空间的扫描模式81

6.2　实验装置82

6.1　工作原理82

6　光荧光谱和荧光激发光谱技术82

6.4　应用实例83

6.3　空间分辨PL谱技术83

7.2　RHEED的应用84

7.1　工作原理84

7　反射高能电子衍射84

8.1　工作原理85

8　反射差分谱85

8.2　应用实例86

1　场效应器件88

第5章　半导体高频、高速微电子器件及其应用88

1.2　GaAs HEMT89

1.1　GaAs MESFET89

1.3　InP HEMT器件91

1.4　MHEMT（Metamorphic Electron Mobility Transistor，变晶格高电子迁移率晶体管）92

1.6　GaN HEMT93

1.5　InAs HEMT93

2　异质结双极晶体管（HBT）95

2.1　GaAs HBT96

2.2　InP HBT97

2.3　MHBT（Metamorphic Heterojuction Bipolar Transistor，变晶格异质结双极晶体管）100

2.5　SiGe HBT102

2.4　InAs HBT102

2.6　GaN-Based HBT104

1　量子阱中电子的能量状态和状态密度分布105

第6章　半导体量子阱激光器105

2　量子阱的光学增益106

3.4　偏振选择特性107

3.3　温度特性107

3　量子阱激光器的特性107

3.1　阈值电流特性107

3.2　光谱线宽特性107

4.1　晶格失配与应变108

4　应变量子阱激光器108

3.5　动态特性108

4.2　应变量子阱能带结构109

4.3　应变量子阱增益110

4.4　应变量子阱激光器111

5.2　MBE112

5.1　MOCVD112

5　量子阱激光器的制备技术112

6.2　光存储113

6.1　光纤通信113

6　半导体量子阱激光器的应用113

6.4　气体探测114

6.3　激光二极管泵浦固体激光器（DPSS）114

6.5　低维量子限制激光器115

1.1　工作原理116

1　量子阱红外探测器116

第7章　新型半导体量子器件116

1.2　GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器性能117

1.4　多色量子阱红外探测器118

1.3　热电子晶体管探测器118

1.5　量子点红外探测器119

1.7　FPA应用120

1.6　焦平面阵列（FPA）120

2　量子级联激光器122

2.1　量子级联激光器的工作原理123

2.2　量子级联激光器的结构与特性126

2.3　量子级联激光器的应用127

2.4　量子级联激光器研究的新进展128

3　垂直腔面发射激光器129

3.1　VCSEL结构130

3.2　VCSEL基本特性131

3.3　各类VCSEL133

4.1　量子点激光器的特性134

4　量子点激光器134

4.4　GaAs基长波长量子点激光器135

4.3　量子点激光材料的外延生长135

4.2　量子点激光器的结构135

参考文献137

第8篇　存储材料141

1　光盘存储技术的发展143

第1章　概述143

3.1　光学全息存储材料144

3　超高密度光存储材料144

2　高密度光盘存储材料144

2.1　可录型光盘存储材料144

2.2　相变型光盘存储材料144

3.4　光子选通光存储材料145

3.3　电子俘获光存储材料145

3.2　近场光存储材料145

4.1　磁性存储材料146

4　磁性和磁光存储材料146

3.5　双光子吸收光存储材料146

3.6　多波长多阶光存储材料146

4.4　光磁混合存储材料147

4.3　磁光盘存储材料147

4.2　磁记录磁头材料147

5　非易失性存储材料148

1　CD-R光盘存储材料149

第2章　可录光盘存储材料149

1.1　CD-R光盘存储材料概述150

1.2　CD-R光盘存储材料的光谱性质152

1.4　CD-R光盘存储材料的热学性质154

1.3　CD-R光盘存储材料的光学常数154

1.5　CD-R光盘的记录性能测试主要参数155

2　DVD-R光盘存储材料157

2.1　DVD-R光盘存储材料概述158

2.3　DVD-R光盘存储材料的光学常数159

2.2　DVD-R光盘存储材料的光谱性质159

2.5　DVD-R光盘的记录性能测试主要参数160

2.4　DVD-R光盘存储材料的热学性质160

2.6　可录光盘存储数据寿命预测161

3.1　无机蓝光可录光存储材料162

3　蓝光可录光盘存储材料162

3.2　有机蓝光可录光存储材料164

1　相变光存储原理168

第3章　相变光存储材料168

2.2　反射率对比度169

2.1　对激光的响应169

2　相变光存储材料的重要性质169

2.3　擦除速度和稳定性170

2.4　写／擦循环性能171

3.1　Ge-Sb-Te三元化合物172

3　重要的相变光存储材料体系172

3.2　In-Ag-Sb-Te四元合金173

3.3　其他相变光存储材料174

4.1　掺杂金属元素175

4　相变光存储材料的掺杂改性175

5.1　近场光存储177

5　超高密度相变光存储177

4.2　掺杂气体元素177

5.3　超分辨近场结构178

5.2　超分辨技术178

1.3　全息存储的分类180

1.2　全息存储的特点180

第4章　光学全息存储材料180

1　光学全息存储的基本原理180

1.1　基本原理180

2.3　定影过程181

2.2　卤化银全息记录材料的显影181

1.4　全息存储记录材料的性能表征181

1.5　全息存储对记录材料的要求181

2　卤化银乳胶全息记录材料181

2.1 卤化银乳胶全息记录材料的构成和光化学反应原理181

4　光致聚合物182

3.3　性能特点及其应用182

2.4　漂白过程182

3　重铬酸盐明胶（DCG）182

3.1　重铬酸盐明胶的光化学反应原理182

3.2　处理方法182

4.3　光聚物的高密度全息记录特性183

4.2　光致聚合物的构成183

4.1　光致聚合物全息存储的机理183

5　光折变晶体185

4.4　光致聚合物的高密度全息存储特性185

5.3　光折变晶体的分类186

5.2　光折变全息图的挥发和固定186

5.1　光折变晶体产生光折变效应的原理186

6.2　以惰性聚合物为基体的系统187

6.1　非线性聚合物为基体的系统187

5.4　铌酸锂晶体的生长与性能187

6　光折变聚合物187

6.4　玻璃态和全功能型光折变聚合物材料188

6.3　以电荷传输体聚合物为基体的系统188

8.3　材料的全息性能189

8.2　光导热塑材料的成分189

6.5　液晶光折变聚合物材料189

7　光致变色材料189

7.1　光致变色材料的光致变色机理189

7.2　光致变色材料的全息性能189

8　光导热塑材料189

8.1　光导热塑材料的全息记录机理189

9.4　硫族化合物玻璃190

9.3　磁光薄膜190

9　其他存储材料190

9.1　光致抗蚀剂190

9.2　金属薄膜190

1　近场光存储的实现途径192

第5章　近场光存储材料192

2.1　一次写入型近场光存储材料194

2　近场光存储材料194

2.2　磁光可擦写型近场光存储材料197

2.3　相变可擦写型近场光存储材料199

2.4　光致变色可擦写型近场光存储材料201

3　超分辨近场结构中的掩膜材料205

2　电子俘获材料的制备208

1　电子俘获光存储原理208

第6章　电子俘获光存储材料208

3.1　光谱特性209

3　电子俘获光存储材料的特性209

3.3　写入和擦除特性210

3.2　写入和读出相对效率与温度的关系210

4.5　数据传输速率211

4.4　存储信息的稳定性211

4　电子俘获光存储系统211

4.1　电子俘获光盘驱动器211

4.2　多进制存储211

4.3　破坏性读出211

4.6　应用212

1.1　Sm2＋掺杂PGSHB无机材料体系213

1　无机材料213

第7章　光子选通光存储材料213

2.1　卟啉类化合物215

2　有机材料215

1.2　EU2＋掺杂玻璃体系215

2.2　有机聚合物217

1　双光子激发光致变色材料218

第8章　双光子吸收光存储材料218

3　双光子激发光致氧化材料219

2　双光子激发光致聚合材料219

4　双光子激发光致荧光漂白材料220

5　双光子激发光折变材料221

第9章　多波长多阶光存储材料222

1　二芳基乙烯光致变色材料223

4　其他材料225

3　胆甾醇型液晶材料225

2　螺吡喃光致变色材料225

2　磁记录材料综述226

1.2　数字式磁记录226

第10章　磁性存储材料226

1　磁记录过程简介226

1.1　模拟式磁记录226

3.3　CrO2磁粉227

3.2　包钴的γ－Fe2 O3磁粉227

3　水平磁记录磁粉材料227

3.1　γ－Fe2 O3磁粉227

4.2　高密度水平磁记录连续薄膜介质的制备228

4.1　高密度化对记录介质的要求228

3.4　金属磁粉228

4　水平磁记录连续薄膜及介质228

4.3　超高密度水平磁存储薄膜介质229

5.3　垂直磁记录用的钡铁氧体涂布介绍232

5.2　垂直磁记录介质232

5　垂直磁记录及存储材料232

5.1　高密度（短波长）记录中出现的问题232

5.4　垂直磁记录用的CoCr合金膜233

5.5　磁头与介质的磁相互作用234

5.6　垂直磁记录介质的研究进展236

第11章　磁头材料237

2　环形磁头的性能指标238

1　环形磁头的工作原理238

4　薄片合金磁芯磁头239

3　对磁芯材料的要求239

5　铁氧体材料的制备和性能240

6　铁氧体磁头的应用241

7　薄膜磁头242

9　溅射薄膜243

8　电镀薄膜磁头材料243

10　磁电阻读出头材料244

11　巨磁电阻效应及其应用246

12　磁性隧道结247

1　磁光光盘存储技术249

第12章　磁光光盘存储材料249

2.1　稀土－过渡族金属非晶态材料251

2　磁光光盘存储材料251

2.2　金属合金铁磁性磁光多晶薄膜252

2.3　氧化物系列磁光存储薄膜253

2.4　光磁混合记录技术256

1　热辅助磁记录技术（HAMR）258

第13章　光磁混合存储及其材料258

2　热辅助磁记录技术的特性259

3　热辅助磁存储介质材料263

4　热辅助磁存储磁头设计266

5　总结和展望268

1.1　OUM的研究历程和现状269

1　相变随机存储材料269

第14章　非易失性存储材料269

1.2　OUM的读写擦原理270

1.3　相变随机存储材料271

1.4　OUM的发展趋势272

2.1　MRAM的读写原理273

2　磁阻随机存储材料273

2.3　巨磁阻存储材料274

2.2　MRAM的发展概况和现状274

2.4　MRAM的发展趋势277

3.2　FeRAM的存储原理278

3.1　FeRAM的发展概况和现状278

3　铁电随机存储材料278

3.4　FeRAM集成工艺279

3.3　铁电存储材料279

3.5　FeRAM的可靠性分析280

参考文献281

第9篇　显示材料293

1.1　电子束激励荧光粉发光的物理过程295

1　荧光粉的发光机理295

第1章　荧光粉显示技术295

1.2　荧光粉的发光中心296

2.1　Ⅱb－Ⅳb族化合物297

2　阴极射线激励发光的主要荧光粉的发光机理及其光学性质297

2.2　发光中心是稀土离子的荧光粉300

3.1　合成的通用工艺303

3　荧光粉的合成与处理工艺303

3.2　表面处理306

3.3　彩色CRT荧光粉的后处理工艺307

3.5　荧光粉的涂覆工艺308

3.4　彩色CRT用荧光粉的制备工艺308

4.1　阴极射线管的结构和原理311

4　阴极射线管用荧光粉311

4.4　其他类型CRT312

4.3　示波用CRT312

4.2　彩色CRT312

4.5　CRT对荧光粉的一般要求313

4.6　实用CRT荧光粉314

4.7　CRT荧光粉型号的命名体系321

5.3　VFD对荧光粉的要求326

5.2　VFD器件的结构和工作原理326

5　真空荧光显示用荧光粉326

5.1　真空荧光显示器件326

5.4　VFD器件用荧光粉327

6.2　场致发射体的制造工艺329

6.1　FED的结构与工作原理329

6　场致发射显示（FED）用荧光粉329

7.1　X射线增强屏330

7　X射线激发的荧光粉330

6.3　FED用荧光粉330

7.2　X射线像增强器用的荧光粉331

8.1　等离子体显示板（PDP）332

8　等离子体显示用荧光粉332

7.3　X射线荧光屏用荧光粉332

8.3　发光机理333

8.2　放电气体333

8.4　真空紫外荧光粉和它们的特性334

8.5　彩色PDP显示的特性335

1.1　液晶的概念及分类336

1　液晶材料和其他辅助材料336

第2章　液晶材料和液晶显示技术336

1.4　液晶的化学结构与物理性质337

1.3　液晶的热力学性质337

1.2　液晶的相结构337

1.5　显示对液晶材料的性能要求343

1.6　显示用液晶材料344

1.7　液晶显示用其他原材料350

2.1　扭曲向列液晶显示359

2　液晶显示的基本原理359

2.2　超扭曲向列液晶显示360

2.3　有源矩阵液晶显示362

2.4　宾－主型液晶显示364

2.5　胆甾－向列相变型液晶显示365

2.6　铁电液晶显示366

2.7　聚合物分散型液晶显示367

1.1　特点和应用369

1　有机电致发光显示技术369

第3章　有机电致发光显示369

1.3　制备工艺370

1.2　结构和原理370

2　有机电致发光显示材料分类371

1.4　彩色化技术371

3.1　空穴传输材料372

3　小分子有机电致发光材料372

3.2　电子传输材料373

3.3　发光材料374

4.2　PPV及其衍生物377

4.1　聚合物电致发光材料的分类377

3.4　其他小分子材料377

4　聚合物有机电致发光材料377

4.4　聚烷基芴（PAF）378

4.3　聚苯及其衍生物378

5.1　材料纯度379

5　有机电致发光材料性能参数379

4.5　聚噻吩及其衍生物379

4.6　聚乙烯咔唑及其他379

4.7　聚苯胺阳极和柔性基片379

6　有机电致发光器件性能参数380

5.5　成膜性能380

5.2　发光性能和荧光量子效率380

5.3　热稳定性能380

5.4　能级结构380

1.2　粉末型交流电致发光显示器件（ACPEL）382

1.1　无机EL的特点382

第4章　无机电致发光和电子纸显示技术382

1　无机电致发光显示技术382

1.4　无机EL材料383

1.3　薄膜型交流电致发光显示器件（ACTFEL）383

2　电子纸显示技术384

1.5　新型无机EL技术384

2.1　器件结构及工作原理385

2.2　电泳显示材料386

参考文献388

第10篇　通信光纤材料及其工艺390

2　光纤导光和光纤通信的原理391

1　通信光纤的发展历史和应用现状391

第1章　概述391

3　光纤的制造392

5　光纤的接续和光缆393

4　光纤的损失393

2.1　单模传输的条件395

2　单模光纤的传输理论395

第2章　通信光纤的传输理论和设计395

1　多模光纤的传输理论395

2.2　偏振的概念396

2.3　单模光纤的色散397

3　常规单模光纤的设计398

2.4　色散位移光纤398

4　色散位移单模光纤的设计399

5　色散补偿光纤的设计405

6.2　特种截止光纤406

6.1　抗弯光纤406

6　其他一些特种光纤的设计406

7　多模光纤的设计407

2.1　材料对光纤衰减的影响409

2　光纤材料对光纤特性的影响409

第3章　光纤原材料409

1　光纤材料概述409

2.2　材料和传输带宽的关系410

3.2　对光纤原材料纯度的要求411

3.1　主要原材料及其物化性能411

3　石英玻璃光纤所用原材料411

4.1　高纯试剂制备和提纯技术简介415

4　石英玻璃光纤材料的制备工艺和提纯技术415

3.3　石英光纤制造工艺中采用的新原材料415

4.2　光纤用主要原材料提纯工艺416

4.3　光纤用气体原料的纯化418

5.2　含氢化合物的检测419

5.1　金属杂质离子的检测419

5　石英玻璃光纤原材料的纯度检测419

5.4　高纯气体纯度测试仪表420

5.3　高纯气体的纯度检测方法420

6　高纯气体的储藏、输送421

2.1　MCVD工艺及设备422

2　芯棒工艺及设备422

第4章　预制棒的各种制作工艺及其设备422

1　概述422

2.2　OVD工艺及设备426

2.3　VAD工艺及设备430

2.4　PCVD工艺及设备434

3.1　套管法442

3　外包层工艺及其设备442

3.2　粉末外包层法445

3.3　等离子体外包层法446

4.1　溶胶－凝胶工艺原理447

4　溶胶－凝胶预制棒工艺及设备447

4.2　溶胶－凝胶工艺在光纤制造中的应用449

1.4　光纤拉制工艺过程452

1.3　光纤的成形机理452

第5章　光纤拉制工艺与设备452

1　光纤成形机理及拉制工艺452

1.1　玻璃的特性452

1.2　玻璃的转变452

2.2　涂覆阶段对性能的影响453

2.1　光纤成形阶段对性能的影响453

2　光纤拉制过程对光纤性能的影响453

3.1　拉丝设备组成及其功能454

3　拉制工艺对设备的要求454

3.2　高温炉455

3.4　牵引、卷绕装置456

3.3　涂覆系统456

3.6　套管拉丝技术457

3.5　强度筛选机457

1.1　光纤松套工艺及其设备458

1　光纤套塑工艺及其设备458

第6章　套塑成缆工艺及其设备458

1.2　紧套工艺461

2.1　光缆的绞合工艺462

2　光缆成缆工艺462

2.2　光缆的护套工艺464

1.2　单模光纤的特性467

1.1　多模光纤的特性467

第7章　光纤的特性、标准及其测试方法467

1　光纤的特性467

2.1　ITU-T的建议470

2　有关光纤和光缆的国际、国内标准470

2.3　中华人民共和国国家标准471

2.2　IEC有关光纤和光缆的国际标准471

2.6　单模光纤参数的标准值（或建议值）472

2.5　国际、国内标准中光纤类别对照472

2.4　国内通信行业标准472

3　特性参数的测量方法475

2.7　多模光纤参数的标准值（或建议值）475

3.1　单模光纤的测量方法476

3.2　多模光纤的测量方法483

2.1　单模光纤连接损耗分析484

2　光纤接续的损耗484

第8章　光纤的接续484

1　概述484

3　光纤的永久连接485

2.2　多模光纤连接损耗分析485

3.2　光纤的熔接486

3.1　光纤端面的制备486

3.3　光纤的机械连接487

4.2　几种基本光纤活动连接器简介489

4.1　光纤活动连接器基本原理和结构489

4　光纤的活动连接489

5　总结与展望491

2　保偏光纤492

1　色散补偿光纤492

第9章　特种光纤492

3.2　掺镱光纤493

3.1　掺铒光纤493

3　掺稀土离子光纤493

4.2　光子晶体光纤494

4.1　光子晶体494

3.3　掺铥光纤494

4　光子晶体光纤494

5　其他特种光纤495

1　通信光纤的技术发展动向496

第10章　展望——通信光纤的技术发展动向及应用前景496

2　应用前景497

参考文献499

第11篇　全固态激光器及相关材料501

第1章　概述502

1　光纤的分类508

第2章　激光光纤的材料及其制备508

3.1　氟化物玻璃光纤509

3　多组分光学玻璃光纤及其制备方法509

2　光纤材料要求509

4　低水峰石英光纤510

3.2　硫属化合物玻璃光纤510

4.2　低水峰石英光纤预制棒制造511

4.1　掺杂、纤芯和包层511

4.3　光纤拉制514

5.1　玻璃基质中的稀土离子515

5　用于放大器和激光器的掺杂光纤515

5.2　掺杂光纤的制造与特性测量521

5.3　掺杂光纤的特性参数525

6.2　塑料光纤设计及制备526

6.1　塑料光纤的优点526

6　塑料光纤526

6.4　发展展望527

6.3　塑料光纤制备的关键技术527

7.3　光子晶体光纤的特性及应用528

7.2　光子晶体光纤的导光机理528

7　光子晶体光纤528

7.1　光子晶体光纤的制备528

7.4　光子晶体光纤的研究方法531

1　红宝石532

第3章　激光晶体材料及其制备532

2　Nd∶YAG533

3　Yb3＋∶YAG535

4　Nd3＋∶YVO4激光晶体537

5　Nd∶GGG激光晶体538

6　Nd∶YLF540

7　掺钛蓝宝石（Ti3＋∶Al2O3）激光晶体541

8　紫翠绿宝石（BeAl2 O4∶Cr3＋）543

9　激光自倍频晶体544

10　激光晶体的制备546

1.1　大功率半导体激光器单管的发展549

1 半导体激光器的发展与应用549

第4章　大功率半导体激光器的发展与应用549

1.2　大功率半导体激光器列阵的发展550

1.3　大功率半导体激光器的应用551

2.1　大功率半导体激光器外延结构的设计552

2　大功率半导体激光器件结构552

2.2　大功率半导体激光器的横向结构设计554

2.3　大功率半导体激光器的纵向结构设计555

2.4　大功率半导体激光器的散热结构556

3.2　大功率半导体激光器的材料生长557

3.1　大功率半导体激光器的材料及其特性557

3　大功率半导体激光器的材料生长及器件制作557

3.3　大功率半导体激光器的器件制作562

1　低温相偏硼酸钡565

第5章　非线性光学晶体及其制备565

1.4　在OPO和OPA中的应用566

1.3　钛宝石激光和Alexandrite激光倍频566

1.1　Nd∶YAG激光倍频566

1.2　超快脉冲激光倍频566

2　三硼酸锂567

1.5　在电光调制中的应用567

3　氟代硼铍酸钾568

4　三硼酸铯570

5　硼酸铯锂571

6　磷酸氧钛钾574

7.1　准相位匹配原理576

7　准相位匹配技术和周期极化铌酸锂晶体576

7.2　铌酸锂极化过程578

8　铌酸钾579

7.3　主要应用情况579

9　非线性光学晶体的制备583

参考文献587

第12篇　稀土磁性材料与自旋电子材料589

1.1　永磁材料的磁参量591

1　概述591

第1章　稀土永磁材料591

1.2　稀土永磁材料的发展概况595

1.3　稀土永磁材料的种类及特点596

1.5　稀土永磁合金的晶体结构和内禀磁性能597

1.4　稀土永磁材料的功能特性及其与高新技术的关系597

2　烧结稀土永磁材料599

2.1　1∶5型稀土钴永磁材料600

2.2　2∶17型稀土钴永磁材料606

2.3　Nd-Fe-B系永磁材料614

3.2　黏结稀土永磁材料的种类及制备工艺630

3.1　黏结稀土永磁材料的特点630

3　黏结稀土永磁材料630

3.3　磁粉的主要制备方法631

3.4　商用黏结稀土永磁材料635

3.5　新型黏结稀土铁系永磁材料637

第2章　磁制冷与磁蓄冷材料644

1　磁卡效应热力学基础646

2　顺磁盐647

3.1　稀土金属648

3　稀土金属与合金648

3.2　稀土合金650

4.1　稀土－Al合金652

4　含稀土金属间化合物652

4.2　稀土－Ni合金653

4.4　稀土－Co合金654

4.3　稀土－Fe合金654

5.1　Gd5（Six Gel-x）合金655

5　稀土与非磁性元素合金655

5.2　Gdx R5-x Si4合金656

6.2　钙钛矿结构658

6.1　石榴石658

5.3　LaFe11.2 CO0.7 Si1.1合金658

6　稀土氧化物658

7　非稀土磁制冷材料659

9　磁性蓄冷材料660

8　小制冷机磁蓄冷器660

1.2　磁致伸缩应变的描述662

1.1　磁致伸缩662

第3章　稀土巨磁致伸缩材料662

1　磁致伸缩现象与磁致伸缩材料662

2.2　巨磁致伸缩材料与高技术的关系663

2.1　磁致伸缩材料的功能特性663

1.3　磁弹性能663

1.4　磁致伸缩的逆效应663

1.5　磁致伸缩材料663

2　巨磁致伸缩材料的功能特性及其与高新技术的关系663

3.2　磁致伸缩驱动棒的能量转换原理和磁机械耦合系数k33664

3.1　磁致伸缩材料的应用原理664

3　磁致伸缩材料应用原理及其应用对材料性能的要求664

3.3　使用对磁致伸缩材料性能的要求665

4.1　磁致伸缩材料的发展666

4　磁致伸缩材料的发展及分类666

5.1　Tb-Fe、Dy-Fe、Sm-Fe二元系相图667

5　RFe2系材料的相图，稀土铁化合物的结构与内禀磁特性667

4.2　磁致伸缩材料的分类667

5.3　R-Fe二元化合物的晶体结构和磁致伸缩668

5.2　Tb-Dy的二元相图668

6　(Tb,Dy)Fe2合金系磁晶各向异性的相互补偿671

7.1　熔体定向凝固制造单晶或取向多晶材料的技术672

7　Tbx Dyl-x Fe2稀土巨磁致伸缩材料的制备与晶体生长原理672

7.2　熔体定向凝固制备轴向取向柱晶材料的原理674

7.3　Tb-Dy-Fe区熔定向凝固时轴向择优生长方向675

8.2　非取向多晶与取向多晶体的磁致伸缩应变676

8.1　Tb-Dy-Fe合金晶体磁致伸缩应变的各向异性676

8　Tb-Dy-Fe合金的晶体定向凝固晶体轴向取向与商品巨磁致伸缩材料676

8.4　Tb-Dy-Fe合金的［110］轴向取向的磁致伸缩应变λ110677

8.3　Tb-Dy-Fe合金的［112］轴向取向的磁致伸缩应变λ112677

8.5　商品稀土巨磁致伸缩材料及其特性678

9.1 Tb-Dy-Fe三元合金的相图和相组成679

9　稀土巨磁致伸缩材料（Tb,Dy）Fey的显微结构679

9.3　重稀土元素Tb和Dy在组成相中的分布680

9.2 Tb0.27-0.35 Dy0.73-0.65 Fe1.95合金铸态的显微组织680

9.4　Tb-Dy-Fe磁致伸缩材料的晶体缺陷681

10.2　热处理前后材料的显微组织结构的变化682

10.1　一般热处理682

10　稀土巨磁致伸缩材料Tb-Dy-Fe的热处理682

10.3　磁场热处理683

11.2　磁化过程与磁致伸缩应变686

11.1　Tb-Dy-Fe的畴结构686

11　Tb-Dy-Fe的畴结构与磁化过程686

12.1　预压应力的大小对λ～H曲线的影响687

12　预压应力与磁致伸缩材料的性能687

12.3　三种轴向取向样品形成90°畴结构所需的预压应力688

12.2　预压应力的大小对k33曲线的影响688

15.1　λ的测量690

15　Tb-Dy-Fe材料的性能测量690

16　巨磁致伸缩材料的应用691

15.2　k33的测量691

15.3　弹性模量E与声速v的测量691

15.4　磁导率μ的测量691

16.1　巨磁致伸缩材料的应用范围692

16.2　巨磁致伸缩材料的应用设计692

第4章　磁光存储材料695

1　磁光存储技术的发展进程695

2　磁光存储的物理基础和对材料性能的要求697

2.1　磁光存储原理697

2.2　磁光记录读出原理697

2.3　对磁光存储材料的基本要求697

3　磁光存储材料697

3.1　稀土－过渡族金属非晶态材料698

14　Tb-Dy-Fe材料的稳定性698

13　其他巨磁致伸缩材料698

14.1　化学稳定性698

14.2　环境稳定性698

3.2　金属合金铁磁性磁光多晶薄膜700

3.3　氧化物系列磁光存储薄膜701

4.3　光磁混合记录材料704

4.2　光磁混合记录的记录和读出原理704

4　光磁混合记录技术704

4.1　研究光磁混合记录的背景704

1.1 巨磁电阻效应的简单图像——双电流模型706

1　磁性多层膜的巨磁电阻效应706

第5章　巨磁电阻材料706

1.2　巨磁电阻效应物理学707

2　隧穿巨磁电阻效应710

3　材料和应用711

4.1　自旋相关散射713

4　磁性颗粒膜的巨磁电阻效应713

1.1　晶体结构和磁结构715

1　钙钛矿锰氧化物的庞磁电阻效应715

第6章　庞磁电阻材料715

1.2　磁性相图717

1.3　理论概述718

1.4　输运性质和磁电阻效应719

1.5　非本征磁输运现象721

1.6　相分离722

2 Fe3 O4的庞磁电阻效应724

1　稀释磁性半导体的磁性726

第7章　稀释磁性半导体材料726

2　自旋的注入728

2.2　注入自旋729

2.1　创造自旋极化载流子－光学激发729

3　自旋的输运730

2.4　自旋弛豫730

2.3　自旋极化的探测730

4.2　基于稀磁半导体材料的自旋功能器件731

4.1　稀磁半导体材料的性能731

4　稀磁半导体材料的性能和应用731

5.1 (Ga,Mn)P732

5　高居里温度稀磁半导体材料732

5.3 (Zn,Mn)O733

5.2 (Ga,Mn)N733

参考文献734