Нелинейная оптика кремния и кремниевых наноструктур, Акципетров О.А., Баранова И.М., Евтюхов К.Н., 2012

НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕМНИЯ.
Нелинейная оптика поверхности ПП широко использует понятия, идеи и методы физики твердого тела, в первую очередь — физики полупроводниковых кристаллов. Многие проблемы нелинейной оптики невозможно решить, не используя знания из таких областей, как кристаллография, зонная теория, статистика носителей в равновесных и неравновесных средах. В отдельных нелинейно-оптических исследованиях необходимо воспользоваться результатами механики сплошных сред (теории упругости), кинетики электронных процессов в ПП, кристаллооптики и т. п. Безусловно, эти разделы уже хорошо изучены, информация по ним изложена в общеизвестных монографиях и учебниках. Физико-химические свойства кремния также прекрасно изучены и описаны в литературе; вероятно, лучше, чем свойства какого-либо другого ПП.

В данной главе мы ограничимся изложением тех теоретических вопросов и экспериментальных данных, которые представляют интерес с точки зрения нелинейной оптики кремния. Будут рассмотрены кристаллографические свойства кремния, его зонная структура и ее связь с оптическими свойствами, статистика равновесных носителей в кремнии, а также вопрос о влиянии механических макронапряжений на зонную структуру и, тем самым, на оптические свойства кремния. Мы также уделим внимание некоторым морфологическим и электронным свойствам поверхности кремния.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
Введение
Литература к введению
Глава 1. Некоторые физические свойства кремния
1.1. Кристаллическая структура: объем и поверхность
1.1.1. Кристаллическая структура объема кремния (28).
1.1.2. Симметрия кристалла кремния (31).
1.1.3. Симметрия основных поверхностей кристалла кремния (38).
1.1.4. Реконструкция и релаксация поверхности (42).
1.1.5. Вицинальные поверхности (52).
1.2. Зонная структура кремния
1.2.1. Зоны Бриллюэна кремния (54).
1.2.2. Энергетические зоны объема кремния (60).
1.2.3. Эффективные массы (70).
1.2.4. Поверхностные зоны Бриллюэна и электронная структура поверхности (76).
1.3. Линейная оптика кремния
1.3.1. Распространение электромагнитных волн в полупроводнике: линейное приближение (80).
1.3.2. Спектр линейного поглощения в кремнии. Критические точки (85).
1.4. Влияние механических напряжений на зонную структуру и оптический спектр кремния
1.4.1. Некоторые понятия теории упругости (94).
1.4.2. Классификация и природа механических напряжений в кремниевых структурах (98).
1.4.3. Энергетические зоны и оптический спектр деформированного кремния. Деформационные потенциалы (105).
Литература к главе 1
Глава 2. Генерация отраженной второй гармоники: основные теоретические представления
2.1. Нелинейная поляризация среды: феноменологический подход
2.1.1. Линейные и нелинейные восприимчивости в дипольном приближении: общие свойства (124).
2.1.2. Нелинейная квадратичная поляризация центросимметричной среды (129).
2.1.3. Нелинейная поляризация поверхности (135).
2.2. Нелинейная поляризация: микроскопический подход
2.2.1. Классические модели оптической нелинейности (142).
2.2.2. Оптическая дипольная нелинейность в квантованной среде (148).
2.2.3. Метод поляризующихся связей (152).
2.2.4. Компьютерное моделирование атомарной и электронной структуры полупроводников: теоретические основы (165).
2.2.5. Моделирование нелинейно-оптического отклика поверхности кремния (178).
2.3. Методы расчета поля отраженной ВГ. Формализм функций Грина
2.3.1. Функции Грина для s- и p-поляризованных волн ВГ в бесконечной среде (190).
2.3.2. Расчет полей для s- и p-поляризованных волн ВГ при наличии межфазных границ (196).
2.3.3. Компоненты функции Грина для двухфазной системы (201).
2.4. Метод нелинейного электроотражения
2.4.1. Модель НЭО для полупроводника в электрохимической ячейке (205).
2.4.2. Упрощение модели НЭО: отсутствие вырождения носителей, малый поверхностный потенциал (211).
2.4.3. Модель НЭО с учетом распределения полей в кремнии (216). Литература к главе 2
Глава 3. Феноменологическая теория генерации второй гармоники, отраженной от поверхности кремния
3.1. Амплитуда отраженной второй гармоники на поверхности центросимметричных полупроводников
3.1.1. Амплитуда s-поляризованной волны отраженной второй гармоники (231).
3.1.2. Влияние поверхностной нелинейной поляризации на s-поляризованную волну отраженной второй гармоники (234).
3.1.3. Амплитуда p-поляризованной волны отраженной второй гармоники (239).
3.2. Расчет нелинейной поляризации в кристаллах
3.2.1. Методика расчета нелинейной поляризации с учетом точечной симметрии отражающих граней кристаллов класса m3m (243).
3.2.2. Поверхностная нелинейная поляризация кристаллов класса m3m (248).
3.2.3. Объемная квадрупольная нелинейная поляризация кристаллов класса m3m (253).
3.2.4. Дипольная электроиндуцированная нелинейная поляризация кристаллов класса m3m (254).
3.2.5. Нелинейная поляризация кристаллов класса m3m при вращении плоскости поляризации накачки (256).
3.3. Применение теории генерации отраженной второй гармоники в исследованиях НЭО и АОВГ на поверхности кремния
3.3.1. Приближения слабого поглощения накачки и малых углов преломления в теории генерации отраженной второй гармоники (259).
3.3.2. Интерференционная модель НЭО: случай изотропной среды (263).
3.3.3. Интерференционная модель НЭО: случай тонкой ОПЗ (266).
3.3.4. Анизотропия отраженной второй гармоники. Разделение вкладов поверхности и объема (270).
Литература к главе 3
Глава 4. Экспериментальные результаты исследования отраженных гармоник в кремнии
4.1. Генерация анизотропной отраженной второй гармоники
4.1.1. Связь анизотропии интенсивности отраженной второй гармоники с кристаллической структурой поверхности (278).
4.1.2. Влияние морфологии поверхности на анизотропию сраженной второй гармоники (281).
4.1.3. Генерация АОВГ на межфазной границе Si-SiO2 Роль оптической интерференции в оксидном слое (286).
4.1.4. Влияние оптической казимировской нелояльности на генерацию второй гармоники в структуре Si-Si02 (296).
4.2. Спектроскопия отраженной второй гармоники
4.2.1. Спектроскопия интенсивности отраженной второй гармоники (302).
4.2.2. Интерферометрическая спектроскопия амплитуды и фазы отраженной второй гармоники (320).
4.3. Электроиндуцированная вторая гармоника и НЭО
4.3.1. НЭО в кремнии и кремниевых структурах (337).
4.3.2. Временные зависимости сигнала отраженной второй гармоники, обусловленные переносом и накоплением заряда в тонкослойных кремниевых структурах (352).
4.3.3. Спектроскопия электроиндуцированной второй гармоники (359).
4.4. Генерация токоиндуцированной отраженной второй гармоники
4.5. Генерация отраженной второй гармоники, индуцированной механическими напряжениями
4.5.1. Генерация отраженной второй гармоники при наличии неоднородных макроскопических напряжений (373).
4.5.2. Исследование напряженного состояния кремния методом спектроскопии отраженной второй гармоники (382).
4.6. Генерация высших гармоник и оптическое выпрямление в кремнии
Литература к главе 4
Глава 5. Генерация второй гармоники в кремниевых наноструктурах
5.1. Фемтосекундная спектроскопия ВГ и размерные эффекты в кремниевых квантовых точках
5.2. Спектроскопия второй гармоники аморфных периодических квантовых ям Si-SiO2
Литература к главе 5
Глава 6. Фотоиндуцированные электронные процессы в кремнии и их влияние на генерацию отраженной второй гармоники
6.1. Качественный анализ и физико-математическая модель фотоинду-цированных электронных процессов
6.2. Нестационарный поперечный эффект Дембера. Электронные процессы в кремнии при воздействии излучения лазера на гранате с неодимом
6.2.1. Модель нестационарного поперечного эффекта Дембера. Влияние рекомбинации (436).
6.2.2. Поперечный эффект Дембера при воздействии лазерного импульса (438).
6.2.3. Релаксация фотоин-дуцированного поля во время паузы. Воздействие бесконечной последовательности импульсов (443).
6.2.4. Сужение приповерхностной ОПЗ (448).
6.3. Стационарный двухмерный эффект Дембера. Электронные процессы в кремнии при воздействии излучения титан-сапфирового лазера
6.3.1. Динамика изменения концентрации неравновесных носителей (451).
6.3.2. Концентрация неравновесной электронно-дырочной плазмы (457).
6.3.3. Фотостимулированное стационарное поле в области эффекта Дембера (460).
6.3.4. Приповерхностная неравновесная ОПЗ (468).
Литература к главе 6
Приложение 1. Параметры лазерных источников накачки
Приложение 2. Свойства кремния
Приложение 3. Основы теории групп
Приложение 4. Распространение света в поглощающей среде — полупроводнике
Приложение 5. Линейные оптические параметры кремния и параметры скорости фотогенерации носителей в кремнии
Приложение 6. Единицы измерения нелинейно-оптических восприимчивостей и их перевод из системы СГС в систему СИ
Приложение 7. Доказательство формулы (2.26)
Приложение 8. Учет электрически-магнитного вклада в квадратичную нелинейную поляризацию
Приложение 9. Бра- и кет-векторы. Матрица плотности
Приложение 10. Обоснование экспоненциальной модели пространственного распределения электроиндуцированной нелинейной поляризации
Приложение 11. Влияние поверхностной нелинейной поляризации на p-поляризованную волну ОВГ
Приложение 12. Нелинейные поляризации: малые углы преломления, слабое поглощение накачки
Приложение 13. Эффект Казимира
Приложение 14. Модель объемной рекомбинации в Si
Приложение 15. Концентрационные зависимости подвижностей и коэффициентов диффузии носителей тока в кремнии.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Нелинейная оптика кремния и кремниевых наноструктур, Акципетров О.А., Баранова И.М., Евтюхов К.Н., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать книгу Нелинейная оптика кремния и кремниевых наноструктур, Акципетров О.А., Баранова И.М., Евтюхов К.Н., 2012 - pdf - depositfiles.

Скачать книгу Нелинейная оптика кремния и кремниевых наноструктур, Акципетров О.А., Баранова И.М., Евтюхов К.Н., 2012 - pdf - Яндекс.Диск.