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目 录1

绪论 非晶态半导体发展中的几个重要阶段1

第一章非晶态半导体的结构1

§1.1非晶态半导体的形成和分类1

1·1·1非晶固态的形成1

1·1·2非晶态半导体分类——平均配位数理论2

参考文献4

§1·2非晶态结构的短程有序6

1·2·1物质结构的有序和无序6

1·2·2结构径向分布函数RDF（r）8

1·2·3衍射实验12

1·2·4广延χ射线吸收边精细结构（EXAFS）分析实验19

§1·3非晶态半导体结构模型25

1·3·1结构的基本单元25

1·3·2微晶模型27

1·3·3非晶原子团模型28

1·3·4连续无序网络（CRN）模型30

§1·4非晶态半导体的原子振动谱32

1·4·1 喇曼散射与声子谱34

1·4·2局域振动模与红外吸收38

参考文献51

第二章非晶半导体中的电子态与能带模型53

§2·1 无序势场中的电子状态53

2·1·1定域态与扩展态53

2·1·2无序势场与安德森定域化57

2·2·1 临界能量EC——迁移率边62

§2·2非晶态半导体的能带模型与迁移率边62

2·2·2 Mott-CFO能带模型63

2·2·3 Davis-Mott模型66

§2·3 Kubo-Greenwood公式与最小金属电导率σmin66

2·3·1 Kubo-Greenwood公式66

2·3·2最小金属电导率σmin71

2·3·3σmin的实验验证及其争论74

§2·4安德森定域化的渗流图象76

2·4·1渗流理论的基本概念77

2·4·2经典粒子在无序势场中的渗流图象81

§2·5研究能带结构的实验方法84

2·5·1 扩展的导带和价带的态密度分布84

2·5·2带隙定域态密度的分布89

§2·6带隙的空间起伏现象——量子势阱模型117

参考文献123

§3·1跳跃和范围可变的跳跃导电126

3·1·1 费米能级附近定域态中的跳跃导电过程126

第三章非晶态半导体中载流子的输运性质126

3·1·2带尾定域态中的跳跃导电过程131

§3·2直流电导和迁移率134

3·2·1扩展态中的电导134

3·2·2带尾定域态中的电导137

3·2·3费米能级附近定域态中的电导140

§3·3弥散型输运过程143

3·3·1理论梗概143

3·3·2多重俘获传导模型148

3·4·1渡越时间法154

§3·4研究弥散型输运过程的实验方法154

3·4·2传输波测量法159

§3·5霍尔效应168

3·5·1随机相位近似模型169

3·5·2小极化子模型170

§3·6温差电动势176

3·6·1一种载流子传导情况177

3·6·2二种载流子传导情况180

3·6·3金属电导情况180

§3·7交流电导181

参考文献186

第四章非晶态半导体的光电导，光吸收与光致发光188

§4·1非晶态半导体的光电导188

4·1·1光电导中的复合过程188

4·1·2光电导基本方程193

4·1·3掺杂对光电导的影响194

4·1·4光致亚稳电导改变198

4·2·1本征吸收与吸收边202

§4·2非晶态半导体的光吸收202

4·2·2带隙光致吸收谱210

§4·3非晶态半导体的光致发光214

4·3·1非晶态半导体光致发光一般特性214

4·3·2非晶硅的光致发光222

4·3·3掺杂非晶硅的发光光谱224

4·3·4硫系玻璃半导体的发光光谱226

参考文献227

第五章非晶态半导体中的缺陷229

§5·1缺陷化学的理论基础230

5·1·1波函数和电子云的图解法230

5·1·2价键理论234

5·1·3分子轨道理论和成键三原则241

§5·2缺陷存在的实验依据及其类型248

5·2·1实验现象和分析248

5·2·2非晶态固体中缺陷的类型251

5·2·3缺陷中心的有效相关能252

5·3·1 MDS（Mott,Davis,Street）模型255

§5·3硫系玻璃半导体中的缺陷255

5·3·2 变价对（Valence-Alternation Pairs）及VAP缺陷模型258

§5·4四面体键合非晶态半导体的缺陷269

参考文献274

第六章非晶态半导体的掺杂效应、276

p-n结及其器件物理276

§6·1 可控掺杂效应276

6·1·1掺杂的可能性276

6·1·2掺杂方法及其控制278

6·1·3硫系玻璃半导体的掺杂——化学调制效应284

§6·2非晶态半导体势垒和p-n结288

6·2·1空间电荷分布和势垒的形成288

6·2·2非晶态半导体肖特基势垒的计算291

6·2·3非晶态半导体p-n结296

§6·3非晶态半导体光电器件301

6·3·1 a-Si薄膜太阳电池301

6·3·2 a-Si成象器件313

6·4·1 a-Si场效应晶体管320

§6·4非晶态半导体微电子器件320

6·4·2 a-Si场效应管在大面积液晶显示屏中的应用321

6·4·3 a-Si集成图象传感器324

6·4·4 a-Si电荷耦合器件（CCD）324

参考文献327

第七章非晶态半导体表面328

§7·1表面和氧化层界面329

7·1·1表面态329

7·1·2表面氧化过程330

§7·2空间电荷层理论331

7·2·1基本概念332

7·2·2空间电荷势333

7·2·3表面电导334

7·2·4空间电荷层中的电荷输运现象337

§7·3研究表面电学性质的实验方法338

7·3·1 Kelvin探针338

7·3·2饱和表面光生电压340

7·3·3光照引起表面电荷的亚稳变化344

参考文献345

第八章非晶态半导体超晶格347

§8·1理论依据348

§8·2 超晶格薄膜的制备与结构分析351

8·2·1 制备方法351

8·2·2结构分析352

§8·3光吸收和光致发光355

8·3·1 光吸收的变化与带隙被调制355

8·3·2光敏发光358

8·4·1 电阻率各向异性361

§8·4电子输运现象361

8·4·2空间电荷掺杂效应362

8·4.3持续光电导（PPC）效应364

参考文献366

附 录369

外国人名索引372

基本物理量的符号、量纲、单位373

某些常用物理常数376