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第1章 绪论1

1.1 光和固体组成的体系1

1.2 体系状态随时间的变化——辐射跃迁3

第2章 固体的能量状态8

2.1 绝热近似下固体能量状态的描述9

2.2 理想晶体的电子态12

2.2.1 独立电子近似下多电子体系的状态12

2.2.2 理想晶体的单电子态14

2.2.3 激子和其他元激发16

2.3 晶体中的杂质和缺陷电子态21

2.3.1 浅杂质态22

2.3.2 紧束缚杂质态24

2.3.3 等电子杂质中心26

2.3.4 结构缺陷的电子态27

2.3.5 束缚激子28

2.3.6 杂质浓度的影响28

2.4 晶格振动与声子29

2.4.1 简谐近似和正则振动模29

2.4.2 晶格振动的量子化31

2.4.3 声子的热平衡32

2.4.4 电子-声子相互作用33

第3章 理想晶体带间光跃迁35

3.1 直接跃迁的速率和选择定则35

3.2 带间直接跃迁光吸收与吸收系数41

3.3 吸收光谱的结构特征45

3.3.1 联合态密度和临界点46

3.3.2 直接带材料的光学吸收边和带隙50

3.4 带间间接光跃迁51

3.4.1 间接跃迁的量子理论52

3.4.2 间接带材料的吸收边59

3.5 带间光发射跃迁62

3.5.1 带间直接跃迁导致的光发射63

3.5.2 带间间接复合67

3.5.3 自吸收的影响68

3.5.4 无辐射复合-俄歇复合69

3.6 激子的光跃迁70

3.6.1 带边吸收光谱的精细结构与激子跃迁70

3.6.2 自由激子的光发射跃迁73

3.7 高激发密度下的发光74

3.7.1 激子分子的发光74

3.7.2 电子-空穴液滴的发光76

第4章 晶体中杂质中心的光跃迁79

4.1 杂质中心内的光跃迁79

4.1.1 静态环境中的稀土离子80

4.1.2 静态环境中的过渡金属离子86

4.2 杂质能级与能带间的光跃迁91

4.2.1 浅杂质中心的光吸收92

4.2.2 浅杂质中心的光发射95

4.2.3 高杂质浓度材料的光跃迁现象96

4.2.4 通过深陷阱的光跃迁97

4.3 等电子中心与束缚激子的光跃迁98

4.3.1 GaP中N等电子中心的发光98

4.3.2 等电子中心NN对的发光100

4.3.3 束缚激子的光跃迁102

4.3.4 束缚激子发光的双电子跃迁103

4.4 施主-受主对发光105

4.4.1 施主-受主对发光的基本特点105

4.4.2 浅施主-受主对复合发光及其特征108

4.4.3 深施主-受主对发光109

第5章 局域中心光跃迁中的电声子耦合问题112

5.1 线宽和线形112

5.1.1 能级寿命与光谱线的线型和线宽112

5.1.2 谱线的宽化：均匀宽化与非均匀宽化114

5.2 声子协同的光跃迁——位形坐标模型和夫兰克-康登原理121

5.2.1 位形坐标模型121

5.2.2 夫兰克-康登（Franck-Condon）原理122

5.2.3 平衡位形与电子态的关系125

5.3 单频近似理论127

5.3.1 单频近似下的位形坐标模型127

5.3.2 光吸收和光发射128

5.3.3 Manneback递推公式130

5.3.4 Wp的性质132

5.3.5 Wp的解析表示式134

5.4 无辐射跃迁和荧光的温度猝灭137

5.4.1 无辐射跃迁137

5.4.2 温度猝灭140

第6章 光学激发在固体中的迁移：能量传输现象143

6.1 借助辐射的能量传递144

6.2 非辐射共振能量传递145

6.2.1 共振能量传递的基本表达式145

6.2.2 中心间的电偶极矩相互作用导致的能量传递148

6.3 声子协助能量传递的单频近似理论155

6.3.1 大能量失配中心间的能量传递（位形坐标模型）155

6.3.2 小能量失配中心间的能量传递158

6.4 借助载子输运能量164

第7章 激发态过程的动力学168

7.1 阶跃式激发下孤立中心系发光随时间的增长和衰减169

7.1.1 二能级中心系170

7.1.2 三能级中心系172

7.1.3 多类中心混合体系的荧光非指数衰减175

7.2 存在能量传递时的荧光衰减动力学176

7.2.1 弱激发条件下的微观荧光动力学方程177

7.2.2 供体的荧光衰减规律178

7.2.3 受体发光随时间的演变184

7.3 荧光动力学中的响应函数与转移函数184

7.3.1 线性系统的响应函数和转移函数184

7.3.2 利用荧光转移函数分析复杂荧光过程186

7.4 复合发光衰减动力学189

7.4.1 存在电子陷阱时的荧光动力学190

7.4.2 空穴的迁移193

7.4.3 存在热平衡载子的情形197

7.5 热释光和光释光199

7.5.1 热释光200

7.5.2 光释光206

第8章 多光子过程与集体现象208

8.1 上转换与量子剪裁208

8.1.1 孤立中心系的上转换发光208

8.1.2 借助能量传递的上转换发光211

8.1.3 量子剪裁215

8.2 相互耦合的杂质离子对：能级与光谱217

8.2.1 合作跃迁过程217

8.2.2 交换相互作用耦合的杂质离子对220

附录A 电磁辐射场的量子化223

附录B 爱因斯坦的辐射跃迁唯象理论233

附录C 量子跃迁理论237

附录D 有效质量近似249

附录E 常用物理常数表253

参考文献255

索引256