前言

基于异质结构的半导体光电子器件涉及信息、材料、能源领域，有着极强的应用背景，日益受到人们重视并获得快速发展。

早在1957年，H．Kroemer就预言异质结有着比同质结更高的注入效率，同时对异质结在太阳能电池中的应用提出了许多设想。1960年R．L Anderson第一次制成高质量的异质结，并提出系统的理论模型和能带图。1963年Z．I．Alferov和H．Kroemer各自独立地提出基于异质结的激光器的概念，指出利用异质结的超注入特性实现粒子数反转的可行性，并且特别指出同质结激光器不可能在室温下连续工作。经过坚持不懈的努力，1969年异质结激光器终于实现室温连续工作，这项工作建立了现代光电子学的基础。H．Kroemer和Z．I．Alferov因发明异质结晶体管和激光二极管所作出的奠基性贡献，获得了2000年的诺贝尔物理学奖。

作者长期从事半导体异质结光电子器件的理论和实验研究工作，近20年来在清华大学电子工程系先后讲授“固体物理”、“半导体物理”、“半导体光电子学”，积累了丰富的原始资料和宝贵经验。本书是作者从事教学和科研工作成果的总结、提高和系统化。本书在编写过程中，参考、借鉴了B．L．Sharma，R．K．Purohit的《SemiconductorHeterojunctions》和虞丽生教授的《半导体异质结物理》等有关异质结的专著及相关文献。本书侧重于光电子器件的工作原理、特性、异质结构材料及制备工艺方法。作者在编著本书的过程中，试图反映这一领域的新材料、新技术和新器件的发展趋势和研究成果。在介绍这些内容时，不是简单地罗列取得的最新进展，而是尽量讲述它们的物理内涵，使读者了解这些内容后有能力自己去接受、理解和创造日新月异的新成果，为即将进入该领域的科研人员提供知识平台。本书在内容编排上也利于普通读者概括性地了解该领域的发展历程。

在编著中作者力求深入浅出，图文并茂，内容翔实，在有限篇幅内，为读者铺垫必要的异质结的基础知识，尽量减少繁冗的公式推导。全书共14章，其中第1～6章、第8～9章由孙成城编写，第7章、第10～14章由江剑平编写，邓颖参与了资料翻译和书稿校对工作，全书由孙成城统稿。内容包括：异质结基本概念、异质结电学特性、异质结能带图、异质结光电特性、异质结制备、位错与弹性应变、宽带隙半导体材料、异质结激光器、超晶格与多量子阱、半导体发光二极管、半导体光检测器、Ⅳ族元素合金应变异质结、半导体太阳能电池和梯度带隙半导体。

本书对于从事半导体光电子器件的研究、开发和生产人员具有应用价值，同时也可作为高等院校本科生和研究生的教学参考书。

由于半导体异质结构光电子器件发展十分迅速，涉及的学科范围相当广泛，加上作者的知识局限和理解水平有限，书中难免存在错误、疏漏和不当之处，恳请各位专家和广大读者不吝指正。

本书的出版，得到了清华大学周炳琨院士、中国科学院半导体研究所陈良惠院士和北京大学虞丽生教授的热情推荐以及电子工业出版社的竭诚协助。本书在编著过程中，得到了谢世钟教授、黄翊东教授、清华大学电子工程系、清华大学图书馆的大力支持，对以上个人和单位，作者一并表示衷心感谢。

作者最后还要感谢国家科学技术学术著作基金委员会对本著作出版的资助。

二○一○年二月

于清华园