Читать онлайн «Нелинейная оптика кремния и кремниевых наноструктур»

ОГЛАВЛЕНИЕ Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Литература к введению. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Г л а в а 1. Некоторые физические свойства кремния . . . . . . . . . . . 27 1. 1. Кристаллическая структура: объем и поверхность . . . . . . . . . . . . 28 1. 1. 1. Кристаллическая структура объема кремния (28). 1. 1. 2. Сим- метрия кристалла кремния (31). 1. 1. 3. Симметрия основных по- верхностей кристалла кремния (38). 1. 1. 4. Реконструкция и релак- сация поверхности (42). 1. 1. 5. Вицинальные поверхности (52). 1. 2. Зонная структура кремния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1. 2. 1. Зоны Бриллюэна кремния (54). 1. 2. 2. Энергетические зоны объема кремния (60). 1. 2. 3. Эффективные массы (70). 1. 2. 4. По- верхностные зоны Бриллюэна и электронная структура поверх- ности (76). 1. 3. Линейная оптика кремния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 1. 3. 1. Распространение электромагнитных волн в полупроводнике: линейное приближение (80). 1. 3. 2. Спектр линейного поглощения в кремнии. Критические точки (85). 1. 4. Влияние механических напряжений на зонную структуру и опти- ческий спектр кремния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 1. 4. 1. Некоторые понятия теории упругости (94). 1. 4. 2. Классифи- кация и природа механических напряжений в кремниевых струк- турах (98). 1. 4. 3. Энергетические зоны и оптический спектр де- формированного кремния. Деформационные потенциалы (105). Литература к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Г л а в а 2. Генерация отраженной второй гармоники: основные теоретические представления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 2. 1. Нелинейная поляризация среды: феноменологический подход . . . . 122 2. 1. 1. Линейные и нелинейные восприимчивости в дипольном при- ближении: общие свойства (124). 2. 1. 2. Нелинейная квадратичная поляризация центросимметричной среды (129). 2. 1. 3. Нелинейная поляризация поверхности (135). 4 Оглавление 2. 2. Нелинейная поляризация: микроскопический подход . . . . . . . . . . 141 2. 2. 1. Классические модели оптической нелинейности (142). 2. 2. 2. Оптическая дипольная нелинейность в квантованной сре- де (148). 2. 2. 3. Метод поляризующихся связей (152). 2. 2. 4. Ком- пьютерное моделирование атомарной и электронной структуры полупроводников: теоретические основы (165). 2. 2. 5. Моделирова- ние нелинейно-оптического отклика поверхности кремния (178). 2. 3. Методы расчета поля отраженной ВГ. Формализм функций Грина 189 2. 3. 1.