Рассмотрены итоги развития фотоэлектроники к концу первого десятилетия нашего века. Приведены типы и параметры промышленных фотоприемников на основные спектральные диапазоны от ультрафиолетового до длинноволнового инфракрасного. Выявлены главные направления дальнейших исследований и разработок. Это фокально-плоскостные матрицы: с лавинным умножением, в том числе со счетом фотонов в линейном и Гейгер-режимах в каждом пикселе; с формированием 3D изображения, в том числе с фиксацией момента прихода и интенсивности оптического импульса; двухдиапазонные, в том числе чувствительные одновременно к тепловому излучению (3—5 мкм либо 8—10 мкм) и к лазеру (1,3—1,55 мкм). Это инфракрасные фокальные матрицы на основе квантоворазмерных структур. Это лавинные фотодиоды с уменьшенными током, шумами, с повышенным быстродействием для волоконно-оптических линий и других лазерных оптико-электронных систем. Для специалистов — инженеров и научных работников, специализирующихся в области разработки и применения изделий фотоэлектроники и оптико-электронных систем, а также для преподавателей, студентов и аспирантов соответствующих специальностей вузов.

В предлагаемом вниманию читателей учебном пособии «Твердотельная фотоэлектроника. Фотодиоды» детально и с минимальным количеством отсылок к другой литературе рассмотрены физические явления в наиболее распространенных твердотельных фотоэлектронных изделиях — полупроводниковых фотодиодах, в том числе в лавинных и матричных фотодиодах, фотодиодах с внутренней фотоэмиссией, фотодиодах на основе гетеропереходов и квантово-размерных структур. Описаны структуры и характеристики промышленных и недавно разработанных фотодиодов на основе кремния, германия, соединений InGaAs, InSb, CdHgTe, SiC, АЮа1М, квантово-размерных сверхрешеток InAs/GaSb и других материалов, чувствительных в различных спектральных диапазонах оптического излучения — от ультрафиолетового до инфракрасного. Для студентов, обучающихся по направлениям «Оптотехника», «Лазерная техника и лазерные технологии», «Фотоника и оптоинформатика», «Электроника и наноэлектроника», «Конструирование и технология электронных средств», «Наноинженерия», «Прикладная математика и физика», «Техническая физика», «Информационные системы и технологии» и «Приборостроение». Для аспирантов, готовящих диссертации по специальностям «Физика полупроводников», «Физическая электроника», «Твердотельная электроника...», «Квантовая электроника», «Технология... приборов электронной техники», «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», «Приборы и методы преобразования изображений и звука». Для инженеров, научных работников и преподавателей вузов, специализирующихся в области разработки и применения изделий фотоэлектроники и оптико-электронных систем.

Флуктуации и шумы определяют чувствительность приемных и измерительных электронных устройств. В наноэлектронике шумами ограничивается минимальный размер элемента, а также плотность записи информации в магнитных записывающих устройствах. По 1/f-шуму удается оценивать качество и прогнозировать надежность интегральных схем и устройств на их основе, не прибегая к долговременным и дорогостоящим испытаниям, причем с такой высокой достоверностью, какую не дают другие известные методы. Все эти вопросы, а также способы описания и физические модели различных шумов (1/f-шума, фликкер-шума и др.), а также методы измерения и снижения шума описаны в данном учебном пособии, написанном на основе курса лекций, прочитанных автором в Московском институте электронной техники. Для студентов старших курсов, магистрантов, аспирантов, а также научных сотрудников и инженеров.

В книге приводится систематизированное изложение физико-технических основ фотоэлектроники: рассмотрены некоторые разделы классической электродинамики, квантовой механики электронов, квантовой теории излучения, что необходимо для описания особенностей квантовой механики электрон-фотонного взаимодействия, а также рассмотрен ряд формализованных положений твердотельной, газовой и плазменной фотоники, с доступной для последующего инженерного анализа детализацией физических процессов в технических фотоэлектронных устройствах, использующих активные среды всех агрегатных состояний, и в интегрированных системах фотоэлектроники. При описании процессов взаимодействия электромагнитного поля с конденсированными и газо-плазменными активными средами в значительной степени используется принцип соответствия между классической и квантовой физикой, не прибегая к сложному математическому аппарату. Книга предназначена для инженеров и научных работников, специализирующихся в области общей и прикладной фотоэлектроники и высокоэнергетичной фотоники и может быть полезна для аспирантов и студентов технических университетов.

В книге приводится систематизированное изложение физико-технических основ фотоэлектроники: рассмотрены некоторые разделы классической электродинамики, квантовой механики электронов, квантовой теории излучения, что необходимо для описания особенностей квантовой механики электрон-фотонного взаимодействия, а также рассмотрен ряд формализованных положений твердотельной, газовой и плазменной фотоники, с доступной для последующего инженерного анализа детализацией физических процессов в технических фотоэлектронных устройствах, использующих активные среды всех агрегатных состояний, и в интегрированных системах фотоэлектроники. При описании процессов взаимодействия электромагнитного поля с конденсированными и газо-плазменными активными средами в значительной степени используется принцип соответствия между классической и квантовой физикой, не прибегая к сложному математическому аппарату. Книга предназначена для инженеров и научных работников, специализирующихся в области общей и прикладной фотоэлектроники и высокоэнергетичной фотоники и может быть полезна для аспирантов и студентов технических университетов.