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融会贯通研究成果和基本理论 系统论述半导体光谱和光学性质——沈学础院士著作《半导体光谱与光学性质》介绍
2021-09-16
半导体的光学性质是半导体最重要的物理性质之一，主要研究辐射场与半导体的相互作用过程。对半导体光学性质的研究一方面探索辐射在半导体中产生、传播、湮没、散射及其在界面处出射行为的规律，另一方面又提供了有关半导体电子能带结构、声子结构、束缚和自由载流子行为等基本物理信息。基于这些研究，近20年来，光学方法已经成为检测和标定半导体材料物理性质最基本、最重要的手段而被广泛应用。同时正是这些研究及其成果开拓了半导体应用的新领域，例如，半导体辐射探测、激光、发光、太阳能光电转换等各种光电转换、电光转换和其他转换过程的器件，以及目前正迅速发展的各种非线性光学、光电信息、光子信息应用。
《半导体光谱与光学性质》是中国科学院院士沈学础撰写的关于半导体光学性质的经典著作。其第一版是1992年出版的《半导体光学性质》，是国内首部介绍半导体光学性质的论著，具有里程碑意义。其写作定位的读者群是半导体相关行业科学和技术领域内的研究生和科研工作者。
《半导体光谱和光学性质》（第三版）是在1992年版的《半导体光学性质》和2002年出版的《半导体光谱和光学性质》（第二版）的基础上增补、删繁改写而成的。该书系统论述了半导体及其超晶格、量子阱、量子线以及量子点结构等的光谱和光学性质，从宏观光学常数和量子理论出发，分别论述了它们的反射和吸收光谱、发光光谱与辐射复合、光电导和光电子效应、磁光效应、拉曼散射以及量子阱、量子线、量子点的光谱和光学性质。
《半导体光谱和光学性质》重视物理图像，并力求用通俗语言简述基本理论和基本研究方法。该书第二版总结了过去30年国内外半导体光学领域的主要研究成果，并将这些研究成果和基本理论融会贯通，从光谱和光学性质研究半导体及其微结构中的微观状态和过程。半导体光学是一个发展迅速的领域，近年来，新的、重要的研究成果不断涌现。因此，该书第三版又添加了一些新成果、新发展，例如，单个ZnO纳米（微米）线中的一维激子极化激元、半导体中杂质态的量子混沌、低维和拓扑材料的光谱研究等。此外，新版著作中还增补了光学常数第一性原理计算、多元混晶声子模的远红外光谱太赫兹光谱、固体环境中电子混沌运动、纳米结构中的激子极化激元理论和实验、表面增强拉曼散射、单量子线中激子极化激元的色散传输、激射乃至类玻色－爱因斯坦凝聚等内容。
该书以实验作为坚实的基础，对工作在半导体乃至其他材料光学性质领域的工作者来说，是一本非常实用的手册和工具书。书中详尽、深刻地描述了各类实验技术和实验结果，还包含了许多有关公式及物理过程的详细推导。书中还列举了专业的理论书籍中通常作为读者练习用的公式推导。因此，该书对于需要了解实验结果以及材料参数的理论工作者来说，也是一本具有较高实用价值的参考书。该书在半导体线性光学性质方面选题独特、内容丰富，与国内外半导体光学领域相关书籍相比较，从涵盖半导体线性光学性质的广度和深度上，展现出明显的特色，对从事半导体光学性质这一重要领域内的实验和理论工作者都大有裨益。
