第1章.序論
1.1半導体の概観
1.1.1単体元素の半導体
1.1.2 2元化合物
1.1.3 酸化物
1.1.4 層状半導体
1.1.5 有機半導体
1.1.6 磁性半導体
1.1.7 その他の半導体
1.2結晶成長方法
1.2.1チョクラルスキー法まとめ
1.2.2 ブリッジマン法
1.2.3 化学気相成長（CVD）
1.2.4 分子ビームエピタキシ
1.2.5 液相エピタキシャル成長
第2章 電子バンド構造
2.1 量子力学
2.2 並進対称性とブリユアンゾーン
2.3 群論の手ほどき
2.3.1 定義と表記方法
2.3.2 ダイヤモンド構造と閃亜鉛鉱構造の対称操作
2.3.3 表現と指標の表
2.3.4 指標の表のいくつかの応用
2.4 空の格子−ほとんど自由な電子のエネルギーバンド
2.4.1 閃亜鉛鉱結晶におけるほとんど自由な電子のバンド構造
2.4.2 ダイヤモンド結晶におけるほとんど自由な電子のエネルギーバンド
2.5 擬ポテンシャル法によるバンド構造計算
2.5.1 閃亜鉛鉱型とダイヤモンド型半導体における擬ポテンシャル形状因子
2.5.2 経験的および自己無撞着擬ポテンシャル法
2.6 k・p法によるバンド構造計算
2.6.1 k・p法による非縮退バンドの有効質量
2.6.2 縮退した極値の付近におけるバンドの分散：ダイヤモンド型と閃亜鉛鉱型半導体の最も上の 価電子帯について
2.7 半導体のバンド構造に対する強束縛(LCAO)の方法
2.7.1 分子軌道と重なりパラメーター
2.7.2 強束縛法によるIV 族元素のバンド構造
2.7.3 重なりパラメーターと最隣接距離
問題
まとめ
第3章 半導体の格子振動と電子−フォノン相互作用
3.1 半導体のフォノン分散関係
3.2 半導体のフォノン分散曲線を計算するためのモデル
3.2.1 力定数モデル 121 3.2.2 殻モデル(Shell Model)
3.2.3 ボンドモデル 122 3.2.4 ボンド電荷モデル
3.3 電子−フォノン相互作用
3.3.1 歪みテンソルと変形ポテンシャル
3.3.2 縮退バンドにおける電子−音響フォノン相互作用
3.3.3 ピエゾ電気型の電子−音響フォノン相互作用
3.3.4 電子−光学フォノン変形ポテンシャル相互作用
3.3.5 フレーリッヒ相互作用
3.3.6 電子と大きな波数ベクトルのフォノンの相互作用： 谷間(intervalley)の電子−フォノン相互作用
問題
まとめ
第4章 不純物や格子欠陥の電子状態
4.1 不純物・格子欠陥の形態的分類
4.2 浅い（水素原子型）不純物
4.2.1 有効質量近似
4.2.2 浅い水素原子的なドナー
4.2.3 異方的な伝導帯に付随したドナー
4.2.4 ダイヤモンド型および閃亜鉛鉱型の半導体中のアクセプター準位
4.3 深い不純物準位
4.3.1 グリーン関数法による不純物準位計算
4.3.2 グリーン関数法の応用例：原子軌道１次結合(LCAO)
4.3.3 グリーン関数法の応用II:GaPとGaAsP混晶中の窒素
4.3.4 深い準位についての補注
問題
まとめ
第5章 電気伝導
5.1 準古典的取り扱い
5.2 非縮退電子気体のキャリアー移動度
5.2.1 散乱時間近似
5.2.2 放物線的なバンド中の非縮退電子気体
5.2.3 散乱および緩和時間の電子のエネルギーに対する依存性
5.2.4 運動量緩和時間
5.2.5 移動度の温度依存性
5.3 変調ドープ
5.4 高電場下の伝導とホットキャリアー効果
5.4.1 速度飽和
5.4.2 負の微分抵抗
5.4.3 ガン効果
5.5 磁気輸送とホール効果
5.5.1 磁気伝導度テンソル
5.5.2 ホール効果
5.5.3 薄膜試料のホール係数(ファンデルポーの方法)
5.5.4 電子のエネルギー分布がある場合のホール効果
問題
まとめ
第6章 光学的性質 I
6.1 巨視的な電気力学
6.1.1 余談：電磁波の振動数の単位
6.1.2 光学定数の実験的な決定
6.1.3 クラマース‐クローニッヒの関係式
6.2 誘電率
6.2.1 実験的結果
6.2.2 誘電率の微視的理論
6.2.3 結合状態密度 とファンホーベ（Van Hove）特異点
6.2.4 εi のファンホーベ特異点
6.2.5 直接吸収端
6.2.6 間接吸収端
6.2.7 「禁制」直接吸収端
6.3 励起子
6.3.1 M0 特異点での励起子効果
6.3.2 励起子の吸収スペクトル
6.3.3 M1特異点または双曲線型励起子での励起子効果
6.3.4 M3特異点での励起子効果
6.4 フォノン−ポラリトンと格子吸収
6.4.1 フォノン−ポラリトン
6.4.2 格子吸収と反射
6.4.3 多重フォノン格子吸収
6.4.4 異極性半導体の動的有効イオン電荷
6.5 外因的電子 による吸収
6.5.1 ドープされた半導体の自由キャリアー の吸収
6.5.2 浅いドナー とアクセプターに束縛されたキャリアーによる吸収
6.6 変調分光法
6.6.1 振動数変調反射 および温度変調反射
6.6.2 ピエゾ反射
6.6.3 電場変調反射 （Franz - Keldysh 効果）
6.6.4 光変調反射 （photoreflectance）
6.6.5 反射率差分光法
問題
まとめ
第7章 光学的性質II
7.1 発光分光
7.1.1 バンド間遷移
7.1.2 自由電子−束縛電子状態遷移
7.1.3 ドナー・アクセプター対遷移
7.1.4 励起子と束縛励起子
7.1.5 発光の励起スペクトル
7.2 光散乱分光
7.2.1 フォノンによる非弾性光散乱の巨視的理論
7.2.2 ラマンテンソルと選択則
7.2.3 ラマンスペクトル測定の実験
7.2.4 ラマン散乱の微視的理論
7.2.5 ファインマン・ダイアグラムの世界への入門
7.2.6 ブリユアン散乱
7.2.7 ブリユアンスペクトルの測定
7.2.8 共鳴ラマンとブリユアン散乱
問題
まとめ
第8章 光電子分光
8.1 光電子放出
8.1.1 価電子帯の角度積分光電子スペクトル
8.1.2 価電子帯の角度分解光電子スペクトル
8.1.3 内殻準位
8.2 逆光電子分光
8.3 表面効果
8.3.1 表面準位と表面再構成
8.3.2 表面エネルギーバンド
8.3.3 フェルミ準位のピン止めと空間電荷層
問題
まとめ
第9章 半導体中の電子とフォノンの量子閉じ込め効果
9.1 量子閉じ込めと状態密度
9.2 電子と正孔の量子閉じ込め
9.2.1 量子井戸や超格子作製のための半導体物質
9.2.2 多重量子井戸と超格子の分類
9.2.3 電子と正孔の固有状態の閉じ込め
9.2.4 実験例
9.3 超格子中のフォノン
9.3.1 超格子中のフォノン:音響フォノンの折り返しと光学モードの閉じ込め
9.3.2 折り返された音響モード:巨視的な取り扱い
9.3.3 閉じ込められた光学モード：巨視的取り扱い
9.3.4 イオン性結晶の静電効果：界面モード
9.4 半導体超格子中のフォノンのラマンスペクトル
9.4.1 折り返された音響フォノンによるラマン散乱
9.4.2 閉じ込められた光学フォノンによるラマン散乱
9.4.3 界面モードによるラマン散乱
9.4.4 多重量子井戸の電子−LOフォノン(フレーリッヒ)相互作用のマクロなモデル
9.5 電気伝導：共鳴トンネル現象
9.5.1 ２重障壁量子井戸を通しての共鳴トンネル現象
9.5.2 共鳴トンネル素子の電流電圧(I-V)特性
9.6 ２次元電子気体における量子ホール効果
9.6.1 ３次元自由電子気体の反磁性に対するランダウ理論
9.6.2 ２次元電子気体の磁気伝導率：充填率
9.6.3 von Klitzing, Pepper, Dordaの実験
9.6.4 整数量子ホール効果におけるホールプラトーの出現の解釈
9.7 結語
問題
まとめ
付録 : 半導体物理学の先駆者たちが語る回想
- 超高純度ゲルマニウム
- 2つの擬ポテンシャル法：経験的と非経験的と
- バンド構造物理の揺籃期
- シリコンとゲルマニウムにおけるサイクロトロン共鳴と価電子帯端の構造
- アモルファス半導体の光学的性質と太陽電池
- 浅い不純物中心の分光学
- 角度分解光電子分光前史
- 量子ホール効果の根源の発見
- 半導体超格子の誕生
参考文献
訳者あとがき
索引