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バンドギャップエンジニアリング《普及版》 ―次世代高効率デバイスへの挑戦―

Band Gap Engineering(Popular Edition)

2011年刊「バンドギャップエンジニアリング」の普及版!
★次世代デバイスの設計に欠かせない、バンドギャップエンジニアリングを徹底解説!
★グラフェン、窒化物発光ダイオード、量子ドットなど、注目材料・技術が満載!

商品コード:
B1251
監修:
大橋直樹
発行日:
2018年08月10日
体裁:
B5判・252頁
ISBNコード:
978-4-7813-1288-0
価格(税込):
5,500
ポイント: 50 Pt
関連カテゴリ:
テクニカルライブラリシリーズ(普及版)

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キーワード:

バンド理論とバンドギャップ/半導体の光物性/フォトニックバンドギャップ/量子ドット/結晶成長/窒化物発光ダイオードとレーザー/LEDランプ/パワーエレクトロニクス/透明導電体/グラフェンとバンドエンジニアリング/太陽電池/光触媒

著者一覧

大橋 直樹
(独)物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 部門長
黒田 隆
(独)物質・材料研究機構 先端フォトニクス材料ユニット 主幹研究員
大友 明
東京工業大学 大学院理工学研究科 応用化学専攻 教授
大場 史康
京都大学 大学院工学研究科 材料工学専攻 准教授
原 和彦
静岡大学 電子工学研究所 教授
吉川 信一
北海道大学 大学院工学研究院 教授
鱒渕 友治
北海道大学 大学院工学研究院 助教
朱新文
北海道大学;(現)横浜油脂工業(株) 社長付
迫田 和彰
(独)物質・材料研究機構 先端フォトニクス材料ユニット ユニット長
佐久間 芳樹
(独)物質・材料研究機構 先端的共通技術部門 先端フォトニクス材料ユニット
量子ナノ構造グループ グループリーダー
大島 祐一
日立電線(株) 技術研究所 先端電子材料研究部;
(現)(独)物質・材料研究機構 環境エネルギー材料部門
光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ
天野 浩
名古屋大学 大学院工学研究科 電子情報システム専攻 教授
中西 洋一郎
静岡大学 電子工学研究所 特任教授
奥村 元
(独)産業技術総合研究所 先進パワーエレクトロニクス研究センター
研究センター長
神谷 利夫
東京工業大学 応用セラミックス研究所 教授
柳 博
山梨大学 大学院医学工学総合研究部 准教授
戸田 喜丈
東京工業大学 フロンティア研究センター 研究員
細野 秀雄
東京工業大学 フロンティア研究センター 教授
小出 康夫
(独)物質・材料研究機構 光・電子材料ユニット グループリーダー
島村 清史
(独)物質・材料研究機構 光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ
グループリーダー
Encarnacion G. Villora
(独)物質・材料研究機構 光・電子材料ユニット 光学単結晶グループ
主任研究員
古海 誓一
(独)物質・材料研究機構 応用フォトニック材料グループ 主幹研究員;
(独)科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業さきがけ
「ナノシステムと機能創発」 さきがけ研究者
原田 直樹
(独)産業技術総合研究所 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター
特定集中研究専門員
安達 千波矢
九州大学 最先端有機光エレクトロニクス研究センター センター長・教授
関口 隆史
(独)物質・材料研究機構 ナノエレクトロニクス材料ユニット
グループリーダー
中田 時夫
青山学院大学 理工学部 教授
水崎 壮一郎
青山学院大学 理工学部 助教
宮内 雅浩
東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 准教授
後藤 英司
千葉大学 大学院園芸学研究科 環境調節工学研究室 教授

執筆者の所属表記は、2011年当時のものを使用しております。

目次 +   クリックで目次を表示

【第I編 理論・基礎】
(1)総論:バンド理論とバンドギャップ
 ・電子と原子核
 ・多体問題
 ・化学結合と電子軌道
 ・バンドギャップと光・電子特性
 ・バンドエンジニアリングの役割

(2)半導体の光物性とバンドギャップ
 ・はじめに
 ・バンド間遷移と自然放出寿命
 ・励起子効果
 ・励起子重心運動の影響
  -励起子ポラリトン
  -励起子遷移の巨大振動子効果
 ・バンド端の発光スペクトル
  -浅い不純物の束縛励起子
  -GaAsのバンド端発光
  -六方晶GaNのバンド端発光

(3)半導体ヘテロ接合のバンド構造と分極効果
 ・量子井戸構造
 ・半導体ヘテロ超格子
 ・分極効果
  -ピエゾ分極
  -自発分極
  -理論と実験の比較
 ・デバイス応用

(4)半導体の物性シミュレーション-第一原理計算を用いた物性シミュレーションの基礎と現状-
 ・はじめに
 ・半導体の電子構造および諸物性のシミュレーション
  -第一原理計算に用いられる近似
  -シミュレーションモデルと境界条件
 ・半導体への応用例
  -完全結晶の諸特性とバンド構造
  -合金のバンドギャップ
  -バンドアラインメントと界面オフセット
 ・おわりに

(5)光、波長、色
 ・光の波長
 ・視感度と光束
 ・測光量の定義と単位
 ・色覚と表色系
 ・CIE表色系

(6)オキシナイトライドの顔料、蛍光体としての特性の基礎
 ・はじめに
 ・オキシナイトライド顔料
 ・オキシナイトライド蛍光体
 ・まとめ

(7)フォトニックバンドギャップ
 ・序論:光のバンドエンジニアリング
 ・フォトニックバンドギャップ
 ・発光の抑制と増強
 ・フォトニック結晶共振器と導波路
 ・結語:フォトニック結晶の実用化への期待

(8)量子ナノ構造とエネルギーバンド
 ・はじめに
 ・超格子のバンドギャップエンジニアリング
  -ミニバンド
  -ブロッホ振動
  -サブバンド間遷移デバイス
 ・ヘテロ接合と量子ナノ構造
  -格子定数とバンドギャップ
  -格子整合と歪み成長
  -歪みとバンドギャップエンジニアリング
  -バンドオフセットとヘテロ接合の分類
  -量子ナノ構造の物性機能
  -低次元構造のサブバンドと状態密度
 ・おわりに


【第II編 応用】
(1)バンドギャップエンジニアリングにおける結晶成長技術
 ・はじめに
 ・エピタキシャル成長技術の概要
  -LPE法
  -MOVPE法
  -HVPE法
  -MBE法
 ・結晶成長技術への要求と工学的課題
  -混晶の成長とドーピング
  -ヘテロ構造の作製
  -ナノ構造の作製
 ・おわりに

(2)光源技術の動向-LED-
 ・はじめに
 ・AlGaInNの結晶成長
 ・伝導性制御
 ・LED及びLD
 ・まとめ

(3)LEDランプと蛍光体
 ・はじめに
 ・発光の原理
  -熱放射
  -ルミネッセンス
 ・発光中心(付活剤)の種類
  -非局在型発光中心
  -局在型発光中心
 ・蛍光体のバンドエンジニアリングと発光色の制御
 ・LED照明における白色の形成方法
 ・白色LEDの特性に影響を及ぼす蛍光体の特性
  -内部量子効率
  -外部量子効率
  -温度特性
  -粒度分布
  -耐久性
 ・白色LED用蛍光体
 ・おわりに

(4)パワーエレクトロニクスとバンドエンジニアリング
 ・パワーエレクトロニクスとワイドギャップ半導体
 ・ワイドギャップ半導体の基礎的性質
  -結晶構造とバンド構造
  -ワイドギャップ半導体のパワーデバイス材料としての諸物性
 ・パワー半導体デバイスとバンドギャップ

(5)透明導電体のバンドアライメントとヘテロ接合
 ・はじめに
 ・重要な電子構造パラメータ
 ・バンドアライメントとドーピング則
 ・バンドアライメントとSchottky-Mott(SM)則
 ・バンドアライメント図の作り方
 ・真空準位に関する注意
 ・SM則に関する注意
 ・いくつかの実例
 ・まとめ

(6)ソーラーブラインド特性とその応用-地上の太陽光に含まれない短波長紫外線の話題を中心に-
 ・はじめに
 ・深紫外線のセンシング原理
 ・深紫外線センサのデバイス構造
 ・ソーラーブラインド特性を持つ紫外線センサ
 ・ソーラーブラインド型ダイヤモンド深紫外線センサ
 ・火災検知システムの試作例
 ・まとめ

(7)光学結晶とバンドギャップ
 ・強誘電体フッ化物BaMgF4単結晶
 ・基板用β-Ga2O3単結晶
 ・レンズ用F-ドープ・コアフリーY3Al5O12単結晶
 ・光アイソレーター用{Tb3}[Sc2-xLux](Al3)O12単結晶

(8)コロイド結晶のフォトニックバンドギャップによるレーザー発振
 ・はじめに
 ・コロイド結晶膜の作製と光特性
 ・レーザーデバイスの作製と光特性
 ・フレキシブルレーザーの実証
 ・まとめ

(9)グラフェンとバンドエンジニアリング
 ・はじめに
 ・単層グラフェンのバンド構造
 ・グラフェン・バンドエンジニアリング
  -グラフェンナノリボン
  -グラフェンナノメッシュ
  -異種基板上に形成したグラフェンのギャップ形成
  -電界を印加した2層グラフェン
 ・グラフェン・バンドエンジニアリングの今後

(10)有機半導体のエネルギーレベルの制御-新しい発光機構に基づく高効率発光デバイスの創製へ-
 ・まえがき
 ・ポルフィリン誘導体のTADF現象
 ・新しいTADF分子の設計
 ・むすび

(11)シリコン歪み格子とその応用-歪シリコン、シリコンゲルマニウム混晶の物性制御-
 ・はじめに
 ・SiGe薄膜上の歪Si
 ・歪Si/グローバル歪とローカル歪
 ・混晶を使った直接遷移化/SiGe、GeSn
 ・シリサイド半導体

(12)CIGS太陽電池の高効率化とバンドギャップ・エンジニアリング
 ・はじめに
 ・CIGSのエネルギーバンド構造
 ・CIGS太陽電池の動作原理
 ・禁制帯幅プロファイル制御
 ・デバイスシミュレーションによる最適デバイス設計
 ・バッファ層/CIGS界面における伝導帯不連続
 ・おわりに

(13)光触媒とバンドエンジニアリング
 ・はじめに
 ・窒素のドープによる価電子帯側の制御
 ・遷移金属のドープによる伝導帯側の制御
 ・おわりに

(14)農業と光
 ・はじめに
 ・施設園芸と植物工場
 ・植物生育に必要な光波長域
 ・植物の好む光波長
 ・植物工場で用いられる光源の特徴
  -人工光型
  -太陽光利用型
 ・植物生産におけるLEDの利用
 ・LEDの課題
  -白色系LED
  -紫外線