Spectroscopy of Semiconductors

1 Optical Spectral Measurement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Prism to disperse light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Diffraction grating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.3 Fourier transform spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111.4 Modulation spectroscopy based on Fourier transform . . . . . . . . . . . . . 141.5 A few key notes in spectral measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Introduction to Physics and Optical Properties of Semiconductors . . . 212.1 Energy band structure of electron state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.2 Lattice vibration and phonon spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.3 Light-matter interaction and optical spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.4 Polariton and spectral analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633 Reflection and Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.1 Fresnel's equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.2 Reflection and transmission by a thin film . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.3 Harmonic oscillator model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.4 Kramers-Kronig relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.5 Thin film on substrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984 Photoluminescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.1 Basic photoluminescence theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014.2 Optical transitions in low-dimensional structures . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.3 Photoluminescence of quantum well . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.4 V-grooved quantum wire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1274.5 Quantum dot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1334.6 Multiphoton excitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .x Contents5 Modulation Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1455.1 Third-derivative modulation spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1475.2 Photo-modulated reflectance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1505.3 Thermo-modulation spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1555.4 Piezo-modulated reflectance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1656 Photocurrent Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1676.1 Basics of quantum well infrared photodetector . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1676.2 Photon absorption and photocurrent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1726.3 Photocurrent of quantum-dot embedded GaAs solar cell . . . . . . . . . . 1766.4 Multiple-photon induced photocurrent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1827 Optical properties of fluorescent colloidal quantum dots . . . . . . . . . . . . 1857.1 Absorbance and fluorescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1867.2 Time resolved fluorescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1927.3 Fluorescence blinking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1997.4 Interaction between QD and ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2048 Computer codes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2078.1 Light diffraction through a single slit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2078.2 Reflection and transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2088.3 Dimensionality of density of states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2148.4 Energy levels in GaAs/AlGaAs quantum well . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2178.5 Black body radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2228.6 Fluorescence decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2238.7 Imaging processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

Este título pertence ao(s) assunto(s) indicados(s). Para ver outros títulos clique no assunto desejado.

• Semicondutores e supercondutores
• Análise de espectro, spectrochemistry, espectrometria de massa
• Eletromagnetismo eletricidade, magnetismo e