本书在回顾光谱学和光谱仪器的发展过程后，对半导体中涉及的主要光学过程以及半导体材料、器件及应用研究中需要哪些光谱分析手段和方法作了简要介绍，然后以分光（色散）和傅里叶变换两种方法为基础讨论了光谱分析的基本原理、测试仪器、关键部件、系统构成以及限制因素等，并结合一系列测量实例对吸收谱类、光电谱类和发射谱类测量方法与技术及相关细节进行了详细说明。此外，本书还对半导体研究中涉及的一些拓展的光谱分析方法（如拉曼光谱、微区光谱、扫描成像光谱、时间分辨瞬态光谱及调制光谱等）也结合实例进行了介绍。
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前言
第1章光谱学和光谱仪器的发展概况1
1.1引言1
1.2光谱学及其发展一瞥2
1.3光谱学仪器及测量方法发展简述9
1.4小结14
参考文献14
第2章半导体中的光学过程15
2.1引言15
2.2半导体的基本光学参数15
2.2.1折射率和吸收系数15
2.2.2反射系数和透射系数18
2.3半导体中的光吸收19
2.3.1带间本征跃迁光吸收20
2.3.2其他类型光吸收23
2.4半导体的发光26
2.4.1辐射复合与非辐射复合26
2.4.2自发辐射与受激辐射32
2.4.3发光效率34
2.5半导体中的光散射35
2.5.1半导体中的光散射解释35
2.5.2拉曼散射与拉曼光谱36
2.5.3布里渊散射37
2.6小结38
参考文献39
第3章半导体研究中的光谱测试需求40
3.1引言40
3.2半导体材料研究中的光谱测试需求40
3.3半导体器件研究中的光谱测试需求43
3.4应用研究中的光谱测试需求46
3.5小结48
参考文献49
第4章分光光谱仪的组成部件及测量系统50
4.1引言50
4.2分光元件50
4.2.1棱镜分光元件及光学材料的特性50
4.2.2光栅分光元件及其主要参数54
4.2.3其他类型的分光元件59
4.3光源60
4.3.1热光源61
4.3.2气体放电光源64
4.3.3同步辐射光源与自由电子激光器70
4.3.4激光光源72
4.4光电探测器82
4.4.1热辐射型探测器84
4.4.2量子型探测器87
4.4.3阵列型探测器93
4.5电子学部件及计算机95
4.6样品的冷却及温度控制装置101
4.7基于分光光谱仪的测量系统实例105
4.8小结107
参考文献107
第5章傅里叶变换光谱仪及其组成部件和测量系统109
5.1引言109
5.2迈克耳孙干涉仪与傅里叶变换光谱仪109
5.3傅里叶变换光谱仪的主要部件119
5.3.1分束器119
5.3.2光源121
5.3.3光电探测器123
5.3.4分束器、光源及光电探测器的组合搭配及外光路配置129
5.4电子学部件、计算机及样品冷却装置132
5.5小结132
参考文献133
第6章透射、吸收与反射光谱测量方法及实例134
6.1引言134
6.2基于分光光谱仪的透射、吸收与反射光谱测量系统134
6.3分光法测量实例139
6.4基于傅里叶变换光谱仪的透射、吸收与反射光谱测量系统141
6.5傅里叶变换测量方法及实例146
6.6小结157
参考文献158
第7章光电光谱测量方法及实例160
7.1引言160
7.2基于分光光谱仪的光电光谱测量系统161
7.3分光法光电光谱测量实例163
7.4基于傅里叶变换光谱仪的光电光谱测量系统168
7.5傅里叶变换光电光谱测量实例170
7.6宽光谱范围光电响应光谱的校正174
7.7小结184
参考文献184
第8章发射光谱测量方法、实例及综合测量系统186
8.1引言186
8.2基于分光光谱仪的发射光谱测量系统186
8.3分光法发射光谱测量实例192
8.4基于傅里叶变换光谱仪的发射光谱测量系统及测量实例203
8.5傅里叶变换光谱综合测量系统的配置及实例233
8.6宽波数范围发射光谱的强度校正238
8.7小结244
参考文献245
第9章拉曼光谱测量方法及实例248
9.1引言248
9.2拉曼光谱原理及应用对象248
9.3测试方法及仪器要求250
9.4测试实例及限制因素254
9.4.1利用拉曼光谱测试半导体材料组分254
9.4.2利用拉曼光谱测试半导体材料应力情况257
9.4.3利用拉曼光谱测试半导体材料掺杂情况261
9.4.4利用拉曼光谱测试半导体多层材料结构263
9.5小结264
参考文献264
第10章微区及扫描成像光谱测量方法及实例266
10.1引言266
10.2微区及扫描成像光谱应用对象266
10.3测试方法及仪器要求267
10.4测试实例及限制因素269
10.4.1微区光致发光谱269
10.4.2微区光致发光谱与显微X射线衍射的联用270
10.4.3微区拉曼光谱271
10.4.4扫描成像光致发光谱273
10.4.5扫描成像拉曼光谱275
10.4.6扫描成像电致发光谱277
10.4.7扫描成像时间分辨光致发光谱278
10.5小结279
参考文献279
第11章时间分辨光谱测量方法及实例281
11.1引言281
11.2时间分辨光谱的基本原理282
11.3基于时间相关单光子计数法的时间分辨光谱测量系统287
11.3.1系统结构与工作过程287
11.3.2仪器考虑和限制因素288
11.4基于泵浦-探测法的时间分辨光谱测量系统289
11.4.1系统结构与工作过程289
11.4.2仪器考虑和限制因素293
11.5基于条纹相机法的时间分辨光谱测量系统294
11.5.1系统结构与工作过程294
11.5.2仪器考虑和限制因素297
11.6半导体时间分辨光谱测试实例298
11.6.1InxGa1.xN/GaN多量子阱材料的光学性质研究298
11.6.2InMnAs铁磁薄膜中的载流子弛豫时间研究301
11.6.3光子晶体纳米腔激光器的超快光谱测试304
11.7小结306
参考文献306
第12章调制光谱测量方法及实例308
12.1引言308
12.2光调制反射光谱的测量原理309
12.3光调制反射光谱的测试系统搭建312
12.3.1基于光栅光谱仪的光调制反射光谱测试系统312
12.3.2基于FTIR光谱仪的光调制反射光谱测试系统313
12.3.3仪器考虑与限制因素314
12.4半导体光调制反射光谱应用实例316
12.4.1GaAs1.xSbx单层薄膜材料的禁带宽度316
12.4.2GaSb基中红外波段II型量子阱的能级结构318
12.4.3GexSn1.x薄膜的直接跃迁特性321
12.5小结325
参考文献325
结束语327
汉英对照索引328
《半导体科学与技术丛书》已出版书目333
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