总序

引言

第1章 半导体及其低维结构能带理论

 1.1 能带论的基础

1.1.1 单电子能带模型的三个基本近似

1.1.2 晶格周期性的作用

1.1.3 晶格电子能谱及其表述方式

1.1.4 能带结构的计算

 1.2 有效质量分析与k·p微扰论

1.2.1 有效质量分析

1.2.2 k·p微扰论的有限个能带模型

1.2.3 凯恩简并四带模型，有自旋一轨道相互作用的k·p法

1.2.4 拉廷格一科恩简并价带k·p微扰论

1.2.5 应变对能带结构的影响

1.2.6 GaN的能带结构

 1.3 非均匀半导体一半导体异质结构

1.3.1 模型固体理论

1.3.2 包络函数理论和有效质量方程

1.3.3 半导体量子阱的能带结构

1.3.4 量子阱的子带结构

1.3.5 多阱结构和阱间耦合

1.3.6 任意一维势能场中的电子包络态——传播矩阵法

1.3.7 空间电荷分布对能带结构的影响

第2章 半导体能带之间的跃迁

 2.1 电子和光子的能态密度及其统计占据率

2.1.1 电子能带的态密度

2.1.2 半导体量子点中的三维谐振子模型

2.1.3 光子能态密度——大光腔情况

2.1.4 电子和光子在多能级系统上的统计分布

2.1.5 体半导体中载流子浓度及其费米能级的确定

2.1.6 半导体量子阱中的载流子浓度及其费米能级的确定

 2.2 半导体中的光跃迁

2.2.1 微观唯象理论

2.2.2 三种基本光跃迁速率之间的关系

 2.3 光跃迁的量子力学

2.3.1 光跃迁几率

2.3.2 半导体带间光吸收和光增益

量子理论是研究半导体激光器中：①体半导体、量子阱、量子线、量子点等增益介质的电子能谱结构，及其②电子与辐射光场的相互作用，包括光的产生、吸收、放大和散射等涉及不同能带之间、能带以内不同子带或各种晶格缺陷和杂质能级之间的光跃迁和非光跃迁、带内散射和弛豫等决定半导体激光器涉及光电性能的重要量子行为。其中①和②分别用单电子近似理论和半经典理论处理。任务是研究对半导体激光器的激射阈值、激光功率、调制速率、器件结构和激光波段等的设计都有根本意义的激光材料光增益谱结构和激光量子效率等。郭长志编著的《半导体激光器能带结构和光增益的量子理论》论述既重基础又涉前沿，既重物理概念又重推导编程演算，最后对全量子理论也有简要的介绍。

本书适合有关专业的研究人员和教师、研究生、大学高年级本科生作为专业课本、参考书或自修提高的读物。

郭长志编著的《半导体激光器能带结构和光增益的量子理论》讨论了达到设计所需精度的量子阱、量子线、和量子点的电子能带和能级的量子理论和设计计算,带间和子带间光跃迁几率和光增益的半径典量子理论和设计,应变效应及其对各维能带结构的影响、温度效应T0问题的物理机制，特别是俄歇复合的量子理论及其克服方案和设计,量子阱间耦合、载流子落入和逃逸时间的理论和设计。子带间量子级联激光器的理论和设计，其真正优点和局限性。扼要介绍全量子理论的量子光学和自发发射等理论问题。