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紫外光電子器件-氮化物技術及應用 版權信息
- ISBN：9787122303592
- 條形碼：9787122303592 ; 978-7-122-30359-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
紫外光電子器件-氮化物技術及應用 本書特色
本書全面介紹了基于Ⅲ族氮化物的紫外LED、激光器和探測器的*技術，涵蓋不同的襯底及外延方法，InAlGaN材料的光學、電學和結構特性以及各種光電子器件，如UV-LED、紫外激光器和紫外日盲探測器。此外，綜述了紫外發光器件和探測的一些關鍵應用領域，包括水凈化、光療、氣敏、熒光激發、植物生長照明和UV固化。本書含有大量翔實的圖表和參考文獻，可供讀者進一步了解和認識氮化物紫外光電器件及其應用。本書由德國、美國、日本、愛爾蘭等國的知名專家共同執筆，各章的作者都在相關領域有著豐富的經驗，其對技術發展的獨到見解，能夠開拓讀者思路，為國內氮化物紫外光電子器件的發展提供借鑒和參考。本書可供電氣工程、材料科學、物理學研究生層次的學生、研究人員和科學家，以及將紫外發光器件和探測器用到各種領域的開發人員參考。
紫外光電子器件-氮化物技術及應用 內容簡介
1. 本書系統性地總結了全球紫外光電子器件的研究進展。詳細介紹了用于紫外光電子的氮化物襯底、外延、材料物理以及紫外發光二極管、激光器以及紫外探測器的制備。2. 由德國柏林工業大學固體物理研究所的Michael Kneissl教授和Jens Rass教授召集德國、美國、日本、愛爾蘭等近50名全球知名專家共同編寫。3. 除基礎理論外，本書精心選擇紫外光電子的重點應用領域加以詳述：(1)UVA光譜范圍內的重要應用包括UV固化和紫外感測；(2)UV-B的關鍵應用是光療，特別是牛皮癬和白癜風的治療，以及植物生長照明例如靶向觸發次生植物代謝物；(3)UVC的大規模應用是水凈化例如使用端系統，廢水處理和回收，以及醫療器械和食品的消毒。
紫外光電子器件-氮化物技術及應用 目錄
第1章氮化物紫外光電子器件技術及應用概述/001
摘要001
1.1背景002
1.2UV發光器件及其應用003
1.3UV-LED的*新技術和未來挑戰004
1.4UV-LED的主要參數和器件性能007
1.5缺陷對UV-LED IQE的作用008
1.6UV-LED的電注入效率和工作電壓010
1.7UV-LED的光提取011
1.8UV-LED的熱管理與退化012
1.9展望013
1.10小結014
致謝015
參考文獻015
第2章AlN體襯底的生長與性能/025
摘要025
2.1AlN晶體的特性與歷史026
2.2PVT法生長AlN體單晶：理論027
2.3PVT法生長AlN體單晶：技術029
2.4籽晶生長與晶體長大031
2.5PVT生長AlN體單晶的結構缺陷033
2.6AlN襯底的雜質及相應性質034
2.7結論與展望037
致謝038
參考文獻038
第3章藍寶石襯底上氮化物UV發光器件用AlGaN層氣相外延/044
摘要044
3.1簡介045
3.2MOVPE生長Al(Ga)N緩沖層046
3.3減少MOVPE生長Al(Ga)N層TDD的技術048
3.4HVPE生長AlGaN層050
3.4.1HVPE技術基礎050
3.4.2襯底的選擇053
3.4.3HVPE選擇生長AlGaN層結果054
3.5小結062
致謝063
參考文獻063
第4章AlN/AlGaN生長技術和高效DUV-LED開發/067
摘要067
4.1簡介068
4.2DUV-LED研究背景068
4.3藍寶石襯底上高質量AlN的生長技術073
4.4內量子效率(IQE)的顯著提高076
4.5222～351nm AlGaN和InAlGaN DUV-LED080
4.6電注入效率(EIE)通過MQB的增加086
4.7未來高光提取效率(LEE)的LED設計092
4.8小結098
參考文獻098
第5章位錯和點缺陷對近帶邊發射AlGaN基DUV發光材料內量子效率的影響/101
摘要101
5.1簡介103
5.2實驗細節104
5.3雜質和點缺陷對AlN近帶邊發光動力學的影響107
5.4AlxGa1-xN薄膜的近帶邊有效輻射壽命112
5.5硅摻雜及引起的陽離子空位形成對AlN模板上生長Al0.6Ga0.4N薄膜近帶邊發光的發光動力學影響113
5.6小結117
致謝118
參考文獻118
第6章UV-LED的光偏振和光提取/122
摘要122
6.1紫外LED光提取123
6.2光偏振125
6.2.1影響AlGaN層光偏振開關的因素127
6.2.2光學偏振與襯底方向的關系130
6.2.3光學偏振對光提取效率的影響132
6.3改善光提取的概念134
6.3.1接觸材料與設計134
6.3.2表面制備138
6.3.3封裝144
參考文獻145
第7章半導體AlN襯底上高性能UVC-LED的制造及其使用點水消毒系統的應用前景/151
摘要151
7.1簡介153
7.1.1UVC光源類型153
7.1.2什么是UVC光？153
7.1.3紫外殺菌如何工作？155
7.2AlN襯底上UVC LED的制造156
7.3提升POU水消毒用的UVC-LED性能增益162
7.3.1UVT效應162
7.3.2設計靈活性164
7.3.3流動單元建模165
7.3.4流動分析案例165
7.3.5UVC光的使用168
參考文獻169
第8章AlGaN基紫外激光二極管/171
摘要171
8.1簡介172
8.2AlN體材上的*高材料質量生長174
8.2.1AlN體襯底174
8.2.2同質外延AlN174
8.2.3AlGaN激光器異質結構175
8.2.4多量子阱有源區176
8.3寬帶隙AlGaN材料的大電流能力177
8.4大電流水平下的高注入效率180
8.5光泵浦UV激光器183
8.6緊湊深紫外Ⅲ-N激光器的其他概念186
8.6.1電子束泵浦激光器186
8.6.2InGaN基VECSEL 二次諧波產生187
8.7小結187
致謝188
參考文獻188
第9章日盲和可見光盲AlGaN探測器/192
摘要192
9.1簡介193
9.2光電探測器基礎195
9.2.1特征參數與現象195
9.2.2各種類型的半導體光電探測器202
9.3Ⅲ族氮化物用于固態UV光電檢測211
9.3.1AlGaN基光電導體213
9.3.2AlGaN基MSM光電探測器213
9.3.3AlGaN基肖特基勢壘光電二極管214
9.3.4AlGaN基PIN光電二極管215
9.3.5AlGaN基雪崩光電探測器217
9.3.6AlGaN基光陰極219
9.3.7高度集成的Ⅲ氮族器件220
9.4寬禁帶光電探測器現狀221
9.5小結223
參考文獻224
第10章紫外LED水消毒應用/234
摘要234
10.1簡介235
10.2紫外消毒的基本原則235
10.2.1影響紫外能流的因素237
10.2.2紫外反應器性能的建模與驗證239
10.3案例分析240
10.3.1測試紫外LED的實驗設置提案241
10.3.2測試條件243
10.3.3使用紫外LED測試的結果246
10.4紫外LED水消毒應用潛力251
致謝252
參考文獻252
第11章紫外發光器件皮膚病光療應用/256
摘要256
11.1簡介257
11.2紫外光療的光源257
11.2.1自然日光258
11.2.2氣體放電燈259
11.2.3激光器261
11.2.4UV-LED261
11.3皮膚紫外光療的變化262
11.3.1補骨脂素加UVA(PUVA)治療262
11.3.2寬譜UVB(BB-UVB)治療263
11.3.3窄譜UVB(NB-UVB)治療264
11.3.4UVA-1治療265
11.3.5靶向紫外光療265
11.3.6體外光化學治療(ECP)266
11.4主要皮膚適應證的作用機制267
11.4.1牛皮癬268
11.4.2特應性皮炎268
11.4.3白癜風269
11.4.4皮膚T細胞淋巴瘤269
11.4.5扁平蘚和斑禿269
11.4.6全身性硬化癥和硬斑病270
11.4.7移植體抗宿主病270
11.4.8多形性日光疹270
11.5采用新型UV發光器件的臨床研究271
11.5.1使用無極準分子燈的研究271
11.5.2使用紫外LED的研究272
11.6總結與展望273
參考文獻273
第12章紫外發光器件氣體傳感應用/281
摘要281
12.1簡介282
12.2吸收光譜284
12.3吸收光譜系統288
12.4紫外光譜儀光源291
12.5光譜儀用LED的光學和電學性質295
12.6UV-LED吸收光譜儀的應用298
12.6.1臭氧傳感器299
12.6.2臭氧傳感器設計299
12.6.3測量配置300
12.6.4結果300
12.6.5SO2和NO2傳感器301
12.6.6SO2/NO2氣體排放傳感器設計301
12.6.7測量配置302
12.7結論與展望303
參考文獻304
第13章化學與生命科學中的紫外熒光探測和光譜儀/306
摘要306
13.1簡介307
13.2熒光檢測和光譜儀的基礎和裝置308
13.3實驗室分析儀器用熒光313
13.4環境監測和生物分析用熒光化學傳感315
13.5用自發熒光探測微生物322
13.6皮膚病醫療診斷用熒光326
13.7總結與展望329
參考文獻329
第14章UVB誘導次生植物代謝物/339
摘要339
14.1次生植物代謝物的本質和形成340
14.2次生植物代謝物的營養生理學341
14.3水果蔬菜消費與慢性病的關系342
14.4植物-環境相互作用中的次生植物代謝物342
14.4.1植物的UVB感知和信令342
14.4.2UVB應激源及植物生長調節劑344
14.5結構分化UVB響應345
14.5.1類黃酮和其他酚類346
14.5.2硫代葡萄糖苷349
14.6定制的UVB-LED次生植物代謝物UVB誘導351
14.6.1研究現狀：UVB-LED用于植物照明351
14.6.2UVB-LED針對性植物屬性觸發的優勢352
14.6.3UVB-LED針對性植物屬性觸發實驗裝置353
14.7展望354
參考文獻354
第15章紫外LED固化應用/365
摘要365
15.1簡介366
15.2光源367
15.3化學機制368
15.4動力學371
15.5醫學應用372
15.6涂層、油墨和印刷375
15.7光固化快速成型377
15.8結論與展望378
參考文獻379
專業術語中英文對照表383
單位換算表400
摘要001
1.1背景002
1.2UV發光器件及其應用003
1.3UV-LED的*新技術和未來挑戰004
1.4UV-LED的主要參數和器件性能007
1.5缺陷對UV-LED IQE的作用008
1.6UV-LED的電注入效率和工作電壓010
1.7UV-LED的光提取011
1.8UV-LED的熱管理與退化012
1.9展望013
1.10小結014
致謝015
參考文獻015
第2章AlN體襯底的生長與性能/025
摘要025
2.1AlN晶體的特性與歷史026
2.2PVT法生長AlN體單晶：理論027
2.3PVT法生長AlN體單晶：技術029
2.4籽晶生長與晶體長大031
2.5PVT生長AlN體單晶的結構缺陷033
2.6AlN襯底的雜質及相應性質034
2.7結論與展望037
致謝038
參考文獻038
第3章藍寶石襯底上氮化物UV發光器件用AlGaN層氣相外延/044
摘要044
3.1簡介045
3.2MOVPE生長Al(Ga)N緩沖層046
3.3減少MOVPE生長Al(Ga)N層TDD的技術048
3.4HVPE生長AlGaN層050
3.4.1HVPE技術基礎050
3.4.2襯底的選擇053
3.4.3HVPE選擇生長AlGaN層結果054
3.5小結062
致謝063
參考文獻063
第4章AlN/AlGaN生長技術和高效DUV-LED開發/067
摘要067
4.1簡介068
4.2DUV-LED研究背景068
4.3藍寶石襯底上高質量AlN的生長技術073
4.4內量子效率(IQE)的顯著提高076
4.5222～351nm AlGaN和InAlGaN DUV-LED080
4.6電注入效率(EIE)通過MQB的增加086
4.7未來高光提取效率(LEE)的LED設計092
4.8小結098
參考文獻098
第5章位錯和點缺陷對近帶邊發射AlGaN基DUV發光材料內量子效率的影響/101
摘要101
5.1簡介103
5.2實驗細節104
5.3雜質和點缺陷對AlN近帶邊發光動力學的影響107
5.4AlxGa1-xN薄膜的近帶邊有效輻射壽命112
5.5硅摻雜及引起的陽離子空位形成對AlN模板上生長Al0.6Ga0.4N薄膜近帶邊發光的發光動力學影響113
5.6小結117
致謝118
參考文獻118
第6章UV-LED的光偏振和光提取/122
摘要122
6.1紫外LED光提取123
6.2光偏振125
6.2.1影響AlGaN層光偏振開關的因素127
6.2.2光學偏振與襯底方向的關系130
6.2.3光學偏振對光提取效率的影響132
6.3改善光提取的概念134
6.3.1接觸材料與設計134
6.3.2表面制備138
6.3.3封裝144
參考文獻145
第7章半導體AlN襯底上高性能UVC-LED的制造及其使用點水消毒系統的應用前景/151
摘要151
7.1簡介153
7.1.1UVC光源類型153
7.1.2什么是UVC光？153
7.1.3紫外殺菌如何工作？155
7.2AlN襯底上UVC LED的制造156
7.3提升POU水消毒用的UVC-LED性能增益162
7.3.1UVT效應162
7.3.2設計靈活性164
7.3.3流動單元建模165
7.3.4流動分析案例165
7.3.5UVC光的使用168
參考文獻169
第8章AlGaN基紫外激光二極管/171
摘要171
8.1簡介172
8.2AlN體材上的*高材料質量生長174
8.2.1AlN體襯底174
8.2.2同質外延AlN174
8.2.3AlGaN激光器異質結構175
8.2.4多量子阱有源區176
8.3寬帶隙AlGaN材料的大電流能力177
8.4大電流水平下的高注入效率180
8.5光泵浦UV激光器183
8.6緊湊深紫外Ⅲ-N激光器的其他概念186
8.6.1電子束泵浦激光器186
8.6.2InGaN基VECSEL 二次諧波產生187
8.7小結187
致謝188
參考文獻188
第9章日盲和可見光盲AlGaN探測器/192
摘要192
9.1簡介193
9.2光電探測器基礎195
9.2.1特征參數與現象195
9.2.2各種類型的半導體光電探測器202
9.3Ⅲ族氮化物用于固態UV光電檢測211
9.3.1AlGaN基光電導體213
9.3.2AlGaN基MSM光電探測器213
9.3.3AlGaN基肖特基勢壘光電二極管214
9.3.4AlGaN基PIN光電二極管215
9.3.5AlGaN基雪崩光電探測器217
9.3.6AlGaN基光陰極219
9.3.7高度集成的Ⅲ氮族器件220
9.4寬禁帶光電探測器現狀221
9.5小結223
參考文獻224
第10章紫外LED水消毒應用/234
摘要234
10.1簡介235
10.2紫外消毒的基本原則235
10.2.1影響紫外能流的因素237
10.2.2紫外反應器性能的建模與驗證239
10.3案例分析240
10.3.1測試紫外LED的實驗設置提案241
10.3.2測試條件243
10.3.3使用紫外LED測試的結果246
10.4紫外LED水消毒應用潛力251
致謝252
參考文獻252
第11章紫外發光器件皮膚病光療應用/256
摘要256
11.1簡介257
11.2紫外光療的光源257
11.2.1自然日光258
11.2.2氣體放電燈259
11.2.3激光器261
11.2.4UV-LED261
11.3皮膚紫外光療的變化262
11.3.1補骨脂素加UVA(PUVA)治療262
11.3.2寬譜UVB(BB-UVB)治療263
11.3.3窄譜UVB(NB-UVB)治療264
11.3.4UVA-1治療265
11.3.5靶向紫外光療265
11.3.6體外光化學治療(ECP)266
11.4主要皮膚適應證的作用機制267
11.4.1牛皮癬268
11.4.2特應性皮炎268
11.4.3白癜風269
11.4.4皮膚T細胞淋巴瘤269
11.4.5扁平蘚和斑禿269
11.4.6全身性硬化癥和硬斑病270
11.4.7移植體抗宿主病270
11.4.8多形性日光疹270
11.5采用新型UV發光器件的臨床研究271
11.5.1使用無極準分子燈的研究271
11.5.2使用紫外LED的研究272
11.6總結與展望273
參考文獻273
第12章紫外發光器件氣體傳感應用/281
摘要281
12.1簡介282
12.2吸收光譜284
12.3吸收光譜系統288
12.4紫外光譜儀光源291
12.5光譜儀用LED的光學和電學性質295
12.6UV-LED吸收光譜儀的應用298
12.6.1臭氧傳感器299
12.6.2臭氧傳感器設計299
12.6.3測量配置300
12.6.4結果300
12.6.5SO2和NO2傳感器301
12.6.6SO2/NO2氣體排放傳感器設計301
12.6.7測量配置302
12.7結論與展望303
參考文獻304
第13章化學與生命科學中的紫外熒光探測和光譜儀/306
摘要306
13.1簡介307
13.2熒光檢測和光譜儀的基礎和裝置308
13.3實驗室分析儀器用熒光313
13.4環境監測和生物分析用熒光化學傳感315
13.5用自發熒光探測微生物322
13.6皮膚病醫療診斷用熒光326
13.7總結與展望329
參考文獻329
第14章UVB誘導次生植物代謝物/339
摘要339
14.1次生植物代謝物的本質和形成340
14.2次生植物代謝物的營養生理學341
14.3水果蔬菜消費與慢性病的關系342
14.4植物-環境相互作用中的次生植物代謝物342
14.4.1植物的UVB感知和信令342
14.4.2UVB應激源及植物生長調節劑344
14.5結構分化UVB響應345
14.5.1類黃酮和其他酚類346
14.5.2硫代葡萄糖苷349
14.6定制的UVB-LED次生植物代謝物UVB誘導351
14.6.1研究現狀：UVB-LED用于植物照明351
14.6.2UVB-LED針對性植物屬性觸發的優勢352
14.6.3UVB-LED針對性植物屬性觸發實驗裝置353
14.7展望354
參考文獻354
第15章紫外LED固化應用/365
摘要365
15.1簡介366
15.2光源367
15.3化學機制368
15.4動力學371
15.5醫學應用372
15.6涂層、油墨和印刷375
15.7光固化快速成型377
15.8結論與展望378
參考文獻379
專業術語中英文對照表383
單位換算表400
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紫外光電子器件-氮化物技術及應用 作者簡介
段瑞飛，中國科學院半導體研究所博士，北京中科優唯科技有限公司副總經理，氮化物半導體物理、材料、器件以及應用十多年研究經驗，致力于氮化物深紫外LED的產業化。王軍喜，研究員，博導，中國科學半導體照明研發中心副主任，帶領團隊在國內首先制備出深紫外LED專用設備，開拓性實現國內300nm以下毫瓦級LED器件，填補了國內在該領域的空白。李晉閩，原中國科學院半導體研究所所長，科技部“半導體照明聯合創新國家重點實驗室”主任，“國家半導體照明研發及產業聯盟”研發主席兼“聯盟標準化委員會”主任。半導體照明外延、芯片及應用集成技術團隊的發起人和領導者。
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