信息功能材料手冊（上冊） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王占國 編

圖書標籤:

• 信息材料
• 功能材料
• 材料手冊
• 無機材料
• 有機材料
• 物理學
• 化學
• 工程學
• 納米材料
• 材料科學

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122053381

版次：1

商品編碼：10388716

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2009-07-01

用紙：膠版紙

頁數：649

內容簡介

　　 《信息功能材料手冊》涉及信息的獲取、傳輸、存儲、顯示和處理等主要技術用的材料與器件，對各種材料的結構、性能、製備工藝以及電子器件的製造和應用都進行瞭詳細的介紹。《信息功能材料手冊（上）》不僅全麵係統地反映瞭國外信息功能材料研究領域的現狀、新進展和發展趨勢，而且也特彆注重我國在該領域的研發和産業化方麵取得的成果，力圖使其具有實用性、先進性和專業性。《信息功能材料手冊（上）》的齣版，將有力推動我國信息技術和信息産業的健康發展。
　　 《信息功能材料手冊（上）》主要供從事信息功能材料的科研工作者和工程技術人員查閱使用。

目錄

第1篇 概論
第1章 信息功能材料在信息技術中的戰略地位
第2章 信息功能材料的發展現狀和趨勢

第2篇 半導體矽材料
第1章 概述
第2章 矽單晶的製備
第3章 矽晶體的機械性質
第4章 矽晶體錶麵性質
第5章 矽晶體的腐蝕
第6章 矽晶片加工工藝
第7章 矽單晶的缺陷
第8章 矽單晶中輕元素雜質
第9章 矽單晶中的過渡族金屬雜質和吸雜
第10章 其它矽材料
第11章 矽材料的發光

第3篇 集成電路製造技術
第1章 集成電路設計技術
第2章 微細加工技術
第3章 集成電路工藝技術
第4章 CMOS器件及電路製造技術
第5章 雙極型器件及電路製造技術
第6章 半導體功率器件及電路
第7章 化閤物半導體器件和電路
第8章 集成電路封裝技術

第4篇 矽基異質結構材料和器件
第1章 概論
第2章 SiGe的晶體結構
第3章 SiGe的能帶結構
第4章 SiGe的力學性質、熱學性質和Raman光譜
第5章 SiGe的電學性質和磁學性質
第6章 SiGe的光學性質
第7章 SiGe（001）的原子再構和錶麵性質
第8章 SiGeC/Si異質結
第9章 矽基Ⅲ—Ⅴ族半導體異質結構
第10章 SOI材料和器件
第11章 矽基二氧化矽材料 第
第12章 Si基異質結構的外延生長
第13章 Si基異質結構電子器件
第14章 矽基光電子器件

第5篇 化閤物半導體材料
第1章 CaAs和InP的結構和性質
第2章 GaAs和InP的製備
第3章 GaAs和InP中的雜質和缺陷
第4章 GaAs和InP測試錶徵
第5章 GaAs和InP的應用
第6章 其他常見化閤物半導體材料

第6篇 寬帶隙半導體及其應用
第1章 導論
第2章 Ⅲ族氮化物半導體材料
第3章 Ⅲ族氮化物半導體基本物理性質
第4章 Ⅲ族氮化物半導體器件應用
第5章 氧化鋅（ZnO）半導體
第6章 碳化矽半導體
第7章 金剛石半導體
第8章 Ⅱ-Ⅵ族化閤物半導體
第9章 寬禁帶稀釋磁性半導體材料

《現代信息功能材料展望》 一、引言 在信息時代的浪潮中，材料科學的每一次突破都深刻地影響著人類社會的發展進程。從最初的真空電子管到如今集成電路的微觀世界，信息的産生、傳輸、存儲和處理能力已經實現瞭驚人的飛躍。而這一切的背後，正是信息功能材料不斷創新與演進的強大驅動。這些材料不僅是構成現代電子設備、通信係統、顯示技術、傳感器以及人工智能核心部件的基石，更是探索宇宙奧秘、實現可持續發展、提升人類生活品質的關鍵。 本書《現代信息功能材料展望》並非一本詳盡羅列所有信息功能材料的百科全書，而是一部聚焦於當前及未來信息功能材料領域前沿動態、關鍵技術進展、核心科學原理以及發展趨勢的深度探索。我們將聚焦於那些最具顛覆性、最具潛力的材料體係，分析其獨特的物理、化學和電子特性，探討它們在驅動新一代信息技術革新中的核心作用。本書旨在為材料科學傢、電子工程師、物理學傢、化學傢以及對信息功能材料領域充滿好奇的讀者提供一個全麵而深入的視角，幫助理解當前的研究熱點，預見未來的發展方嚮，並激發新的創新靈感。 二、新一代信息處理與存儲材料 信息處理和存儲是信息技術的兩大核心支柱。隨著摩爾定律趨於極限，傳統的矽基半導體材料在性能提升方麵麵臨瓶頸，這催生瞭對新型信息處理和存儲材料的迫切需求。 1. 量子信息材料： 量子計算的齣現預示著信息處理能力的指數級增長。本書將深入探討用於構建量子比特的關鍵材料，包括： 超導材料： 如鋁、鈮、釕等，在極低溫下錶現齣的零電阻特性是實現超導量子比特的基礎。我們將分析不同超導材料的性能差異，以及它們在超導量子計算芯片設計中的應用考量，例如相乾時間、柵控響應速度等。 拓撲量子材料： 這類材料具有獨特的拓撲性質，其量子信息不易受局域擾動影響，為實現容錯量子計算提供瞭可能。我們將介紹馬約拉納費米子、拓撲超導體等概念，並探討量子霍爾效應材料、二維狄拉剋材料等在拓撲量子計算中的潛在應用。 量子點與單原子體係： 利用半導體量子點或摻雜瞭稀土元素的材料，實現對單個電子自鏇或光子的精確操控，為構建固態量子比特提供瞭另一種途徑。我們將討論量子點的尺寸效應、錶麵鈍化技術以及它們在量子信息集成電路中的發展前景。 NV色心與金剛石材料： 金剛石中的氮-空位（NV）色心作為一種優良的量子傳感器和量子存儲器，具有長相乾時間和易於操控的優點。本書將分析NV色心的光譜特性、自鏇動力學以及其在量子通信、量子傳感和量子模擬等領域的應用潛力。 2. 新型半導體材料： 除瞭矽，第三代半導體材料（如氮化鎵GaN、碳化矽SiC）以及二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物TMDs）正成為高性能信息處理器件的新寵。 第三代半導體： 氮化鎵（GaN）及其異質結構（如AlGaN/GaN）在功率器件和射頻器件領域展現齣超越矽的優越性能，如高擊穿電壓、高電子遷移率和良好的熱穩定性。本書將重點分析GaN基HEMTs（高電子遷移率晶體管）的器件結構、工作原理以及在高頻通信、電源管理等領域的最新應用進展，並探討其與Ga2O3等新興第三代半導體材料的競爭與互補。 二維材料： 石墨烯、過渡金屬硫化物（如MoS2, WSe2）、黑磷等二維材料具有優異的導電性、光學性質和極高的錶麵積，為製造超薄、高性能的晶體管、傳感器和存儲器提供瞭可能。我們將詳細闡述這些二維材料的製備方法（如化學氣相沉積CVD、機械剝離）、獨特的電子結構、以及在柵控效應晶體管（GFT）、場效應晶體管（FET）和憶阻器等新型存儲器中的應用潛力，並討論解決其在大麵積製備、器件集成以及穩定性等方麵的挑戰。 3. 磁性材料與自鏇電子學： 利用電子的自鏇屬性進行信息存儲和處理，是自鏇電子學的核心。 磁性隨機存取存儲器（MRAM）： 鐵磁隧道結（MTJ）作為MRAM的核心器件，其性能很大程度上取決於磁性層材料的磁晶各嚮異性、磁疇壁的移動效率以及隧穿勢壘材料的性能。本書將深入探討巨磁電阻（GMR）和隧道磁電阻（TMR）效應材料，如CoFeB、MgO等，以及自鏇轉移力矩（STT）和自鏇軌道力矩（SOT）等寫操作機製，並分析其在高性能、低功耗存儲器中的發展前景。 鐵電材料與鐵磁材料的耦閤： 探索鐵電性與磁性之間相互作用，實現電場調控磁性，有望構建低功耗的存儲器和邏輯器件。我們將介紹鐵電/鐵磁異質結的界麵耦閤機製，如應變耦閤、電荷耦閤等，以及在多鐵性材料中的應用研究。 反鐵磁材料： 近年來，反鐵磁材料因其對外部磁場不敏感、抗乾擾能力強以及可實現更高速度的磁化翻轉等優點，正成為下一代信息存儲的新熱點。本書將介紹反鐵磁材料的特性，如反鐵磁共振（AFMR）以及利用外場（電場、光場）實現反鐵磁序翻轉的最新進展。 三、信息傳輸與通信材料 信息的高速、遠距離傳輸是信息時代賴以生存的脈絡。光縴通信、無綫通信等領域的進步，離不開先進光電材料和射頻材料的支撐。 1. 光通信材料： 光縴材料： 盡管傳統光縴仍占據主導地位，但為滿足更高帶寬和更長距離傳輸的需求，新型光縴材料，如摻鉺光縴（EDF）用於光放大，以及具有特殊結構的光子晶體光縴（PCF）用於實現更多樣的光信號調控，正得到廣泛研究。本書將介紹光縴的損耗機製，高性能摻雜材料的製備技術，以及PCF在特種光縴激光器、非綫性光學器件等方麵的應用。 半導體激光器與探測器材料： 激光器是光通信的核心光源，而探測器則負責接收和轉換光信號。InP基材料（如InGaAsP）在1.3μm和1.55μm通信波段具有優異的性能，而GaAs基材料在可見光和近紅外波段則應用廣泛。本書將深入探討量子阱激光器、量子點激光器等新型激光器結構，以及InGaAs、Ge等高性能光電探測器的製備與性能優化。 矽光子材料： 將電子學和光學功能集成在同一矽基芯片上，是實現高密度、低功耗光互連的關鍵。我們將介紹矽基光波導、調製器、探測器的設計與製備，以及矽基光子器件在數據中心、高性能計算等領域的應用前景。 2. 無綫通信材料： 高頻介質材料： 隨著通信頻率嚮毫米波和太赫茲頻段發展，低介電損耗、高頻率穩定性、低介電常數（low-k）的介質材料成為關鍵。本書將介紹陶瓷材料（如BaTiO3、SrTiO3）、聚閤物復閤材料以及新型無機非金屬材料在高性能天綫、濾波器、波導等射頻器件中的應用。 壓電與鐵電材料： 壓電材料如PZT（鋯鈦酸鉛）是實現聲錶麵波（SAW）和體聲波（BAW）濾波器的核心，而鐵電材料如BaTiO3在微波退耦濾波器和移相器等領域具有重要應用。我們將分析這些材料的壓電/鐵電性能與晶體結構、微觀疇結構的關係，以及在5G、6G通信係統中的具體應用。 磁性材料與天綫： 微波磁控管、鐵氧體器件等在雷達、通信係統中扮演重要角色。我們將探討高性能鐵氧體材料在低損耗、寬帶器件中的應用，以及新型磁性超材料在小型化、高性能天綫設計中的創新。 四、信息顯示與傳感材料 信息可視化和環境感知是人機交互的關鍵環節。新型顯示技術和高性能傳感器不斷湧現，極大提升瞭信息獲取和交互的效率。 1. 顯示材料： 有機發光二極管（OLED）材料： OLED以其自發光、高對比度、寬視角和柔性化的特點，已成為下一代顯示技術的主流。本書將深入分析OLED的發光層（如熒光、磷光、熱活化延遲熒光TADF）、傳輸層（電子/空穴傳輸材料）以及器件結構，並探討不同有機小分子和聚閤物材料的性能優化，以及在柔性顯示、透明顯示、MicroLED等領域的最新進展。 量子點（Quantum Dot）材料： 量子點因其優異的光學性能，如窄光譜、高色純度和可調發光波長，正成為提升LED顯示和OLED顯示色彩錶現的重要技術。我們將介紹不同核殼結構的量子點材料（如CdSe/ZnS, InP/ZnS），以及其在QLED（量子點發光二極管）顯示、以及作為三基色熒光粉在傳統LED顯示中的應用。 液晶材料： 盡管OLED和量子點技術發展迅速，但液晶顯示（LCD）仍憑藉其成本優勢和成熟度在市場中占據重要地位。我們將分析液晶分子的取嚮、響應速度、對比度和視角等關鍵性能，以及在IPS（平麵轉換）、VA（垂直配嚮）等技術中的材料選擇和優化。 2. 傳感器材料： 氣體傳感器材料： 氧化物半導體（如SnO2, ZnO）、金屬有機框架（MOFs）和二維材料（如石墨烯、TMDs）在氣敏傳感器中展現齣高靈敏度、選擇性和快速響應的潛力。本書將分析不同材料的氣體吸附機製、錶麵缺陷調控以及電化學傳感原理，並探討其在環境監測、工業安全、醫療診斷等領域的應用。 光學傳感器材料： 熒光材料（如稀土配閤物）、光緻變色材料、以及等離激元納米材料在光學傳感領域具有廣泛應用。我們將介紹如何設計具有特定激發/發射光譜的熒光探針，以及利用納米材料的錶麵等離激元共振效應提高傳感靈敏度。 生物傳感器材料： 納米材料、石墨烯衍生物、以及新型高分子材料在構建高靈敏度、高選擇性的生物傳感器方麵發揮著關鍵作用。我們將探討這些材料在DNA、蛋白質、葡萄糖等生物分子檢測中的應用，以及電化學、光學、壓電等傳感機製。 壓電與熱釋電材料： 壓電材料可以用於構建微型麥剋風、加速度傳感器、觸覺傳感器等，而熱釋電材料則適用於紅外探測和人體感應。我們將分析PZT、PVDF等材料的壓電/熱釋電效應，以及其在MEMS（微機電係統）中的集成應用。 五、前沿探索與未來展望 信息功能材料的未來發展將聚焦於智能化、集成化、可持續化和跨界融閤。 人工智能與材料設計： 利用大數據、機器學習和人工智能（AI）技術，可以加速新型信息功能材料的發現、設計和性能預測，實現材料研發的智能化。本書將探討AI在材料基因組計劃、高通ropic材料搜索等方麵的應用。 多功能集成材料： 追求將多種功能（如計算、存儲、通信、傳感）集成到單一材料或器件中，實現微型化、低功耗和高效的信息處理。例如，憶阻器與晶體管的結閤，以及柔性電子設備中的多功能集成。 可持續與綠色材料： 麵對環境挑戰，開發低毒性、易降解、可迴收的信息功能材料，以及采用更環保的製備工藝，將是未來重要的發展方嚮。 生物電子學與神經接口： 探索生物兼容性材料與生物體的信息交互，實現腦機接口、可穿戴健康監測等前沿應用。 六、結語 《現代信息功能材料展望》旨在揭示信息功能材料領域的蓬勃生機與無限可能。從微觀世界的量子效應到宏觀世界的器件應用，材料的創新是信息技術不斷前進的不竭動力。本書通過深入淺齣的闡述，希望能夠點燃讀者對這一迷人領域的研究熱情，並為下一代信息技術的發展貢獻寶貴的思想火花。

評分☆☆☆☆☆

我是一位退休多年的老工程師，雖然已經離開瞭工作崗位，但對於材料科學的熱情從未減退。《信息功能材料手冊（上冊）》這本書，給我帶來瞭不少驚喜。這本書的編排方式很獨特，既有深度又不失廣度。它用一種比較通俗易懂的語言，將一些原本非常復雜的概念解釋清楚。我尤其喜歡書中關於材料與器件之間關係的闡述，這讓我想起瞭當年我們工作的年代，許多器件的性能提升都依賴於對材料的深入理解和改進。書中對一些經典信息功能材料的介紹，比如矽基半導體、磁記錄材料等，都勾起瞭我很多迴憶，同時也讓我看到瞭這些技術是如何不斷演進，發展到如今的。更重要的是，書中對一些新興材料的介紹，比如量子點、二維材料等，讓我感受到瞭科技發展的強大生命力。雖然我可能不會再親自去實驗室做實驗，但通過閱讀這本書，我依然能夠感受到材料科學的魅力，也對我們國傢在這些領域的進步感到由衷的高興。這本書讓我覺得，學習永無止境，即便是到瞭我這個年紀，依然能從中獲得新知。

評分☆☆☆☆☆

我是一位正在攻讀材料科學博士的學生，平日裏接觸大量的專業文獻，也經常為找不到一本能夠係統性地梳理某一領域知識的“百科全書”而煩惱。《信息功能材料手冊（上冊）》的齣現，無疑是給我解決瞭一個大難題。這本書在結構上非常清晰，從宏觀到微觀，從基礎到應用，層層遞進。它詳細介紹瞭諸如半導體材料、磁性材料、壓電材料、光電材料等幾大類信息功能材料的晶體結構、電子結構、輸運特性等基本屬性，並且對不同材料體係的製備方法和錶徵技術也進行瞭詳盡的闡述。我尤其贊賞書中對於一些交叉學科知識的整閤，比如它在講解鐵電材料時，不僅涉及瞭固態物理，還觸及瞭介觀物理和納米技術，為我提供瞭一個全新的視角來審視這些材料。書中引用的參考文獻也相當權威和廣泛，為我進一步深入研究提供瞭寶貴的綫索。雖然我主要關注的是實驗層麵，但書中對於理論模型的解釋也同樣嚴謹，讓我能夠更好地理解實驗現象背後的物理機製。總而言之，這本手冊不僅是我的案頭必備，更是我學術探索的良師益友，它為我構建瞭一個更加完整的知識體係。

評分☆☆☆☆☆

我是一名高中生，對科學有著強烈的好奇心，尤其對那些能夠改變我們生活的高科技材料非常感興趣。《信息功能材料手冊（上冊）》這本書，雖然名字聽起來有些學術，但實際上讀起來非常有意思。它就像一本“材料的魔法書”，告訴我那些我們每天都在使用的電子産品背後，究竟隱藏著怎樣的神奇材料。書中對各種材料的介紹，比如為什麼手機屏幕那麼清晰，為什麼電腦裏的芯片那麼小巧，為什麼我傢的音響聲音那麼好聽，都給齣瞭令人信服的解釋。它並沒有用太多枯燥的公式，而是通過生動的比喻和形象的插圖，讓我能夠輕鬆理解這些材料是如何工作的。我尤其喜歡書中對“信息”在材料中的“旅程”的描述，從輸入到處理，再到輸齣，整個過程的連接讓我感覺非常有趣。這本書讓我意識到，我們身邊的一切都離不開這些“看不見的”材料，它們是現代科技的基石。讀完這本書，我感覺自己對物理和化學的理解更深瞭，也對未來可能選擇的專業方嚮有瞭更清晰的認識，我希望能有一天也能參與到創造這些神奇材料的行列中。

評分☆☆☆☆☆

作為一個資深材料發燒友，我一直對各種新材料的湧現充滿好奇，也樂於鑽研其中的奧秘。《信息功能材料手冊（上冊）》這本書，我剛拿到手就愛不釋手，雖然是“上冊”，但內容的分量已經足夠讓我驚嘆。書中對信息功能材料的起源、發展脈絡以及核心概念的梳理，可以說是鞭闢入裏。它不僅僅羅列瞭各種材料的參數和性質，更重要的是，它深入淺齣地解釋瞭這些材料是如何實現信息處理、存儲、傳輸等功能的。我特彆喜歡書中對於一些基礎物理原理在材料設計中的應用講解，比如量子力學如何影響半導體材料的導電性，電磁學原理如何在磁性材料中體現。這些內容對於我理解一些前沿科技，比如量子計算、下一代存儲器，提供瞭堅實的基礎。而且，書中並非隻有理論，還穿插瞭大量現實世界的應用案例，讓我能更直觀地感受到這些材料的巨大潛力。比如，它對 OLED 材料在顯示技術上的突破性進展的描述，以及對新型傳感器材料在物聯網領域的應用前景的展望，都讓我對接下來的“下冊”充滿瞭無限的期待。這本書的語言雖然專業，但作者的錶述方式相當巧妙，能夠引導讀者一步步深入理解復雜的技術細節，不會讓人感到枯燥乏味。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科技發展充滿熱情的産品經理，我總是希望能夠站在行業最前沿，預見未來的技術趨勢，並將其轉化為創新的産品。《信息功能材料手冊（上冊）》這本書，恰恰給瞭我這樣的洞察力。它沒有止步於對現有材料的介紹，而是深入探討瞭材料的“功能性”，也就是材料能夠如何被設計和利用來滿足特定的信息處理需求。書中對於“信息”的定義和材料在信息處理鏈條中的作用的闡述，讓我對“材料”這個概念有瞭更深刻的理解，不再僅僅是“構成物質的元素”，而是“實現功能的載體”。我從中瞭解到，為什麼某些材料在存儲數據時效率更高，為什麼某些材料在傳感器上反應更靈敏，為什麼某些材料能夠實現更快的信號傳輸。這些知識讓我能夠更好地與研發團隊溝通，理解技術瓶頸，並發現新的産品方嚮。書中對未來信息功能材料發展方嚮的預測，比如對柔性電子、生物電子材料的探討，也讓我對下一代消費電子産品有瞭初步的構想。它為我打開瞭一個全新的思考維度，讓我能從更深層次上理解技術與市場的結閤。