半导体物理与器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560643922

商品编码：11972954420

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	半导体物理与器件
作者：	吕淑媛，刘崇琪，罗文峰编著
定价：	26.0
出版社：	西安电子科技大学出版社
出版日期：
ISBN：	9787560643922
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装帧：
开本：	16开

内容简介

本书涵盖了量子力学、固体物理及半导体器件等内容。全书共8章，内容包括晶体中的电子运动状态、平衡半导体中的载流子浓度、载流子的输运、过剩载流子、PN结、金属半导体接触和异质结、MOS结构及MOSFET器件、半导体中的光器件。

《量子纠缠与信息传输的奥秘》 引言 宇宙的边界在哪里？时空的本质是什么？意识的起源何在？这些自古以来困扰着人类的宏大命题，在现代科学的视野下，正逐渐显露出令人惊叹的轮廓。当我们深入探究物质最微观的层面，那些看似不可思议的量子现象，特别是量子纠缠，为我们理解宇宙的运行规律以及信息传输的极限提供了全新的视角。本书并非聚焦于半导体材料的物理特性及其在电子器件中的应用，而是将目光投向一个更为广阔且充满神秘色彩的领域——量子力学的前沿探索，旨在揭示量子纠缠所蕴含的深刻信息哲学，以及它可能为未来信息传输技术带来的颠覆性变革。 第一章：拨开量子迷雾——概率波与不确定性的世界 本章将带领读者一同走进量子世界的奇异领域。我们将从经典物理学的视角出发，审视其在微观尺度下的局限性，从而引出量子力学诞生的必要性。德布罗意波的提出，将物质的波动性概念引入，彻底打破了我们对粒子和波的二元认知。紧接着，我们将深入理解叠加态和波函数，阐明量子系统并非拥有确定的状态，而是处于一种概率性的叠加之中。海森堡不确定性原理将是本章的重头戏，它揭示了微观粒子在测量某些物理量（如位置和动量）时存在的根本性限制，这种不确定性并非测量技术的不足，而是量子世界固有的属性。我们将通过生动的比喻和直观的图示，帮助读者理解为何“观察”本身会改变“被观察”的对象，以及概率波的塌缩过程。本章还将简要介绍量子叠加态在信息处理中的潜力，为后续章节中量子比特的概念埋下伏笔。 第二章：超越时空的羁绊——量子纠缠的奇妙关联 如果说量子叠加态已经足够令人惊叹，那么量子纠缠则将这种奇异性推向了另一个极致。本章将详细阐述量子纠缠的定义及其生成机制。我们将深入探讨贝尔不等式及其违反所带来的深远意义，它有力地驳斥了“局域实在论”的观点，证明了纠缠态粒子之间存在一种超越经典空间距离的“幽灵般的超距作用”。爱因斯坦曾对此现象表示困惑，将其称为“幽灵般的超距作用”，但后续的实验证据却不断证实了它的真实存在。我们将通过著名的EPR佯谬及其解决过程，以及现实中的量子纠缠实验，如贝尔测试实验，来具体说明纠缠态的特性。本章的重点将是阐释纠缠态的非局域性，即两个纠缠的粒子，无论相距多远，测量其中一个粒子的状态会瞬时地影响另一个粒子的状态，这种影响似乎不依赖于信息的传播速度，引发了关于信息传播极限的深刻讨论。 第三章：量子比特与量子信息——信息表达的新范式 在经典计算机中，信息的基本单位是比特（bit），它只能表示0或1两种状态。而量子计算的基本单位是量子比特（qubit），由于叠加态的存在，一个量子比特不仅可以表示0或1，还可以同时处于0和1的叠加态。本章将系统地介绍量子比特的概念，并进一步探讨如何利用量子比特构建量子信息系统。我们将解释量子门（quantum gates）的概念，以及它们如何对量子比特进行操作，与经典逻辑门进行对比，强调量子门操作的酉（unitary）性质。此外，本章还将介绍实现量子比特的几种主要途径，如超导量子比特、离子阱量子比特、光子量子比特等，并简要分析它们各自的优缺点和发展前景。更重要的是，我们将探讨量子纠缠在量子信息处理中的核心作用，如何利用纠缠态来存储和处理信息，以及纠缠态如何增强计算能力。 第四章：量子隐形传态——信息传输的颠覆性突破 量子隐形传态（quantum teleportation）是量子纠缠最令人瞩目的应用之一。它并非字面意义上的物质传输，而是将一个量子态从一个位置“传送”到另一个位置，而原始的量子态则会被破坏。本章将详细解析量子隐形传态的原理。我们将通过一个标准的量子隐形传态协议（如CHSH协议），一步步展示如何利用一对预先共享的纠缠粒子，以及经典的通信渠道，将一个未知量子态的信息传递给远方的接收者。需要强调的是，量子隐形传态并不违反信息不能超光速传播的原则，因为它需要通过经典的通信渠道传递辅助信息，而经典信息的传递速度受限于光速。本章将深入剖析量子隐形传态的实验实现，以及它对未来量子网络和量子通信的潜在影响。我们将讨论量子隐形传态在安全性、效率以及应用场景上的优势。 第五章：量子通信的未来——安全、高效与互联 基于量子纠缠的量子通信技术，在信息安全性方面具有革命性的潜力。本章将探讨量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）等基于量子原理的通信协议。我们将详细阐述QKD的原理，解释为何它能够提供原理上绝对安全的密钥，以及如何利用量子力学的基本原理来检测窃听者。与经典加密算法不同，QKD的安全性不依赖于数学上的计算复杂度，而是依赖于量子物理的基本定律。本章还将展望量子互联网的构建蓝图，探讨如何利用量子中继器（quantum repeaters）来克服量子信号在传输过程中的损耗和退相干问题，从而实现远距离的量子通信。我们将讨论量子纠缠在构建量子网络中的作用，以及如何实现不同量子设备之间的互联互通。最后，本章将展望量子通信在金融、军事、科研等领域的广泛应用前景，描绘一个更加安全、高效和互联的未来信息社会。 第六章：超越想象的量子计算——求解经典难题的利器 量子纠缠不仅在通信领域大放异彩，它更是驱动强大量子计算能力的核心引擎。本章将深入探讨量子计算的原理和潜力。我们将介绍一些著名的量子算法，例如Shor算法（用于大数分解，对现有公钥加密体系构成威胁）和Grover算法（用于无序数据库搜索，提供平方级别的加速）。我们将解释这些算法为何能够取得如此巨大的计算优势，以及它们是如何巧妙地利用量子叠加和量子纠缠来并行地探索解空间的。本章还将讨论通用量子计算机的实现面临的挑战，包括量子比特的相干时间、错误纠正以及可扩展性问题。同时，我们将简要介绍近期在量子计算研究方面取得的进展，以及目前主流的量子计算平台。最后，本章将展望量子计算在药物研发、材料科学、金融建模、人工智能等领域的应用前景，预示着一个由量子计算驱动的科学与技术新时代的到来。 结语 《量子纠缠与信息传输的奥秘》是一次跨越经典认知的探索之旅，它带领读者深入量子世界的腹地，揭示了纠缠这一奇特现象所蕴含的深邃哲理和巨大潜能。本书并非构建在对半导体材料特性的解析之上，而是聚焦于量子力学最前沿的理论与应用，特别是量子纠缠如何重塑我们对信息、空间、时间和计算的理解。从概率波的不确定性，到纠缠态的非局域关联；从量子比特的崭新信息表达，到量子隐形传态的神奇信息传递；再到量子通信的绝对安全以及量子计算的颠覆性能力——本书的每一章节都在不断刷新我们对宇宙和技术的认知边界。我们相信，对量子纠缠及其相关技术的深入理解，将为解决人类面临的重大挑战、开启全新的科技时代奠定坚实的基础。这趟探索之旅，才刚刚开始。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对半导体技术抱有浓厚兴趣的普通读者，我在这本书中找到了极大的满足感。它以一种非常系统的方式，将半导体物理的复杂世界展现在我面前。我尤其被书中对“半导体材料的能带结构”的详尽解析所吸引。作者并非简单地给出能带图，而是从晶格振动、电子波函数的周期性等更基础的物理概念出发，一步步构建起能带的概念，并清晰地解释了绝缘体、半导体和导体的区别。这种层层剥茧的讲解方式，让我对这些概念有了扎实的理解。书中对于“pn结的形成机理”的描述也让我印象深刻，通过对扩散电流和漂移电流的细致分析，我终于明白了二极管是如何工作的。此外，书中的一些图表设计得也非常巧妙，能够直观地展示各种物理量的变化趋势，让我能够快速抓住问题的核心。尽管有些章节涉及复杂的数学推导，但作者总能用通俗易懂的语言进行补充说明，让我能够克服畏难情绪，继续前进。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我爱不释手，甚至是拿到手就迫不及待地想要深入挖掘的学术著作。我一直对微观世界的奇妙运行法则充满好奇，而半导体作为现代科技的基石，其背后的物理原理更是让我着迷。这本书在这一点上做得非常出色，它没有停留在泛泛而谈的层面，而是深入到每一个关键的物理现象背后，用严谨的数学推导和精妙的实验验证来支撑。我尤其欣赏作者在讲解“电子和空穴的输运”时所采用的层次分明的方式，从经典模型到量子力学描述，逐步深入，丝丝入扣，让我在理解这些抽象概念时，能够感受到一种智力上的愉悦。书中的公式推导虽然不少，但作者总是会给出清晰的步骤和详尽的解释，让我不会因为数学的障碍而止步不前。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些历史发展的回顾，介绍了一些重要发现的来龙去脉，这不仅增加了阅读的趣味性，也让我对半导体器件的演进有了更深刻的认识。这种将理论与历史结合的方式，让这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于人类智慧探索微观世界的史诗。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在解释半导体器件的物理机制时，有着非常独特且深入的视角。它不仅仅罗列公式和结论，更注重引导读者去思考“为什么”。例如，在讲解“MOSFET”的工作原理时，作者没有直接给出现象，而是从电场效应的本质出发，层层递进，直至构建起完整的器件模型。这种“追根溯源”的教学方式，极大地提升了我对半导体器件的理解深度，让我能够触类旁通，举一反三。书中对于“掺杂”和“载流子浓度”的讨论，也让我对半导体材料的特性有了更清晰的认识，理解了为什么不同的掺杂方式会带来截然不同的电学性质。我特别喜欢书中对“隧穿效应”和“量子限制”的阐述，虽然这两个概念在初次接触时显得有些抽象，但作者通过形象的比喻和巧妙的图示，将这些高深的量子物理现象解释得生动形象，让我仿佛亲眼看到了电子在微观世界里的奇幻舞蹈。这本书的逻辑结构设计得也非常合理，各个章节之间紧密相连，形成了一个完整的知识体系，让人读起来顺畅无比。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，没有花哨的插图，只有简洁的书名和作者信息。拿到手里，它的分量感也恰到好处，既不会过于沉重，又显得内容翔实。初翻几页，我就被那种严谨的学术风格所吸引。虽然我不是这个领域的专家，但作者的语言逻辑清晰，概念的引入循序渐进，仿佛在娓娓道来一个复杂的故事。我特别喜欢书中对于一些基本概念的解释，比如“能带理论”和“空穴”的描述，没有使用过于晦涩的术语，而是通过类比和图示，让即使是初学者也能窥见其精髓。书中的插图也十分精美，线条流畅，比例准确，为理解抽象的物理模型提供了极大的帮助。我曾经尝试过阅读一些同类书籍，但往往因为术语过多，概念跳跃而感到沮丧。然而，这本书却让我看到了希望，它似乎在有意地降低读者的阅读门槛，引导读者一步步深入。虽然我还没有完全读懂所有内容，但仅凭目前的阅读体验，我已经对它充满了期待，相信它会成为我探索半导体世界的得力助手。我尤其对书中关于“pn结”的讲解部分感到好奇，不知道作者会如何将其与更复杂的半导体器件联系起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书在阐述半导体器件的性能指标时，采用了非常严谨和科学的态度。我特别注意到书中关于“载流子迁移率”和“复合率”的讨论，这些参数虽然看似枯燥，但却是决定器件性能的关键因素。作者通过详细的物理模型，阐述了影响这些参数的各种因素，例如晶格散射、杂质散射以及表面散射等，让我对这些概念有了更深入的理解。书中在讲解“二极管的伏安特性曲线”时，不仅仅给出了曲线，还详细分析了不同工作区域的物理意义，以及温度、掺杂浓度等因素对曲线形状的影响。这种深入浅出的分析方式，让我对二极管的实际应用有了更清晰的认识。我尤其喜欢书中对于“场效应晶体管”的讲解，作者从电场作用于半导体材料的本质出发，一步步推导出栅极电压对沟道电导的控制机制。这种从本质出发的讲解方式，让我对半导体器件的工作原理有了更深刻的领悟，也让我对这个领域产生了更浓厚的兴趣。