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書籍詳細

フォトニクスシリーズ 1)

  先端材料光物性

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青柳克信 東工大教授 工博 著

南不二雄 東工大教授 工博 著

吉野淳二 東工大教授 工博 著

梶川浩太郎 東工大准教授 博士(工学) 著

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発行年月日:2008/02/08 , 判 型: A5,  ページ数:330頁

ISBN:978-4-339-00550-9,  定 価:5,076円 (本体4,700円+税)

最近の光先端材料を理解するうえで必要となる光物性の基礎と応用について,工学的な観点から解説する。超格子,量子細線,量子ドットなどを例にとり,さらにフォトニック結晶,表面プラズモン,有機材料などにもふれる。

【目次】

1 媒質中を伝播する電磁波としての光
1.1 はじめに
1.2 基礎論
 1.2.1  偏光
 1.2.2  真空中のマクスウェル方程式
1 媒質中を伝播する電磁波としての光
1.1 はじめに
1.2 基礎論
 1.2.1  偏光
 1.2.2  真空中のマクスウェル方程式
 1.2.3  媒質中のマクスウェル方程式
 1.2.4  屈折と反射
 1.2.5  多層膜における反射と透過
 1.2.6  全反射
 1.2.7  金属における反射
 1.2.8  誘電体の誘電率のミクロな描像
 1.2.9  局所場と屈折率
 1.2.10 金属の誘電率のミクロな描像
 1.2.11 異方性媒質における屈折率
1.3 非線形光学効果
 1.3.1 非線形光学効果の基礎
 1.3.2 非線形媒質中の光の伝搬
 1.3.3 非線形光学効果のミクロな描像
引用・参考文献

2 半導体のエネルギー構造
2.1 はじめに
2.2 自由電子と自由原子内の電子状態
2.3 ブロッホの定理
2.4 Kronig-Pennyモデル
2.5 結晶中の電子状態
 2.5.1 自由電子近似
 2.5.2 kの任意性と第1ブリユアンゾーン
 2.5.3 有効質量と有効質量方程式
 2.5.4 強束縛近似
 2.5.5 k・p摂動法
2.6 バンド計算法
 2.6.1 直交平面波法(OPW法)と擬ポテンシャル法
 2.6.2 補強された平面波法(APW法)
引用・参考文献

3 半導体における光の吸収
3.1 はじめに
3.2 光吸収の量子論
3.3 半導体中のバンド間遷移
 3.3.1 第1種(直接許容)バンド間遷移
 3.3.2 バンド構造における特異点と結合状態密度
 3.3.3 第2種(直接禁制)バンド間遷移
 3.3.4 間接バンド間遷移
3.4 励起子
 3.4.1 直接励起子遷移
 3.4.2 励起子吸収
引用・参考文献

4 半導体からの発光
4.1 はじめに
4.2 半導体の種々の発光過程
4.3 直接遷移発光(帯間発光)
4.4 間接遷移発光
4.5 励起子発光
4.6 束縛励起子
4.7 励起子ポラリトン
4.8 励起子分子
4.9 D-Aペア発光
引用・参考文献

5 ヘテロ構造
5.1 バンド構造:帯状のエネルギーが許容される領域
5.2 ヘテロ構造のバンド図
5.3 半導体量子井戸における電子状態
 5.3.1 無限大深さ量子井戸中のエネルギー固有値の計算
 5.3.2 有限深さ量子井戸中のエネルギー固有値
5.4 状態密度
 5.4.1 3次元(バルク)の場合
 5.4.2 2次元(量子井戸)の場合
 5.4.3 1次元(量子細線)の場合
 5.4.4 0次元の場合
5.5 有限量子井戸での量子準位と光学的遷移
 5.5.1 半導体量子構造での発光特性
 5.5.2 半導体量子井戸でのエキシトン効果
5.6 超格子
5.7 量子井戸の光吸収の偏波面依存性
5.8 超格子の電界効果
 5.8.1 量子井戸のシュタルク効果
5.9 量子細線の光物性
5.10 量子ドット
 5.10.1 量子ドットの光物性
 5.10.2 Si量子ドットからの発光
5.11 量子構造の応用
 5.11.1 カスケードレーザ
 5.11.2 量子細線レーザ
 5.11.3 量子ドットレーザ
引用・参考文献

6 フォトニック結晶と表面プラズモン
6.1 はじめに
6.2 フォトニック結晶
 6.2.1 シュレーディンガー方程式と光波動方程式
 6.2.2 フォトニック結晶
 6.2.3 多層膜における分散関係
 6.2.4 分散関係の導出
 6.2.5 1次元フォトニック結晶
 6.2.6 2次元フォトニック結晶
 6.2.7 3次元フォトニック結晶
 6.2.8 フォトニック結晶における光の伝搬
 6.2.9 フォトニック結晶の応用
6.3 表面プラズモン
 6.3.1 表面プラズモンとマクスウェル方程式
 6.3.2 局在プラズモン共鳴
引用・参考文献

7 スピンと光学的特性
7.1 はじめに
7.2 光学遷移における選択則と磁気光学効果
 7.2.1 磁気光学効果
 7.2.2 希薄磁性半導体
 7.2.3 半導体中のスピンダイナミクス
7.3 光誘起磁性
 7.3.1 多電子状態の制御
 7.3.2 スピン間相互作用の制御
 7.3.3 光の角運動量による磁化の制御
引用・参考文献

8 種々の先端材料の光物性
8.1 液晶材料
 8.1.1 液晶の種類
 8.1.2 キラル液晶
 8.1.3 液晶の弾性
 8.1.4 相転移の分子論
 8.1.5 ツイステッドネマチックバルブ
8.2 有機エレクトロルミネセンス
 8.2.1 有機エレクトロルミネセンスの構造
 8.2.2 有機エレクトロルミネセンスを構成する材料
 8.2.3 空間電荷制限電流
8.3 非線形光学材料
 8.3.1 非線形光学材料の種類
 8.3.2 光第2高調波発生用材料
 8.3.3 電気光学効果用材料
 8.3.4 光カー効果材料
引用・参考文献

9 機能素子への光物性の適用
9.1 発光素子
 9.1.1 発光ダイオード
 9.1.2 半導体レーザ
9.2 光第2高調波発生
 9.2.1 光第2高調波テンソル
 9.2.2 位相整合の種類
 9.2.3 角度位相整合
 9.2.4 擬似位相整合
9.3 電気光学効果を利用したデバイス
 9.3.1 電気光学効果
 9.3.2 光変調器
引用・参考文献
索引

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