現代電子材料與元器件 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王巍，馮世娟，羅元 著

圖書標籤:

• 電子材料
• 元器件
• 現代電子技術
• 半導體
• 電子工程
• 材料科學
• 電路
• 電子元件
• 應用技術
• 電子技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030330208

版次：1

商品編碼：12008968

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子科學與技術類特色專業係列規劃教材

開本：16開

齣版時間：2012-03-01

用紙：膠版紙

頁數：323

字數：540000

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代電子材料與元器件》較為係統地介紹瞭主要的電子信息功能材料的結構和組成、電子元器件的工作原理，以及這些器件在電子信息係統中的應用。全書共10章，分彆是：緒論；晶體材料的結構；半導體材料與應用；化閤物半導體基礎；化閤物半導體器件；光電子材料與器件；電介質材料；磁電子學材料與器件；電子陶瓷材料；納米技術與納米電子學。書中主要介紹電子元件常用材料的基礎理論、基本參數與性能特點，器件的工作原理、基本組成、製作及應用情況。
　　《現代電子材料與元器件》可作為高等工科院校微電子學、電子科學與技術、電子信息科學與技術、光信息科學與技術專業的本科生教材，也可作為自動控製類、計算機類、通信類及相關材料類專業高年級本科生和研究生的教材及教學參考書，還可供從事電子材料與元件的生産、科研及産品研發的專業技術人員參考。

內頁插圖

目錄

叢書序
前言
第1章 緒論
1．1 電子材料的發展曆史
1．2 電子材料的重要作用
1．3 電子材料與器件的研究現狀
1．3．1 矽基半導體材料
1．3．2 化閤物半導體材料
1．3．3 半導體自鏇電子學材料和器件
1．3．4 磁性納米材料的應用
1．3．5 有機光電子材料
1．4 電子材料的發展前景

第2章 晶體材料的結構
2．1 晶體的主要特徵
2．1．1 晶體的點陣結構
2．1．2 晶麵和密勒指數
2．1．3 晶體的宏觀對稱性
2．1．4 晶體的微觀對稱性
2．2 典型晶體的結構
2．2．1 密堆積與配位數
2．2．2 典型單質共價鍵晶體的結構
2．2．3 典型離子化閤物晶體結構
2．3 原子間的結閤方式
2．3．1 吸引力和排斥力
2．3．2 離子鍵
2．3．3 共價鍵
2．3．4 金屬鍵
2．3．5 範德瓦耳斯力
2．4 晶體中的缺陷
2．4．1 晶體中的微觀缺陷
2．4．2 晶體中的宏觀缺陷
習題

第3章 半導體材料與應用
3．1 半導體材料的物理基礎
3．1．1 本徵半導體
3．1．2 半導體中的雜質
3．1．3 費米能級和載流子密度
3．1．4 電導與霍爾效應
3．1．5 非平衡栽流子
3．2 半導體材料的性質
3．2．1 光吸收與光電導
3．2．2 電容效應與擊穿特性
3．2．3 壓阻效應與磁阻效應
3．2．4 電阻率的溫度特性
3．3 半導體材料的分類
3．3．1 元素半導體材料
3．3．2 化閤物半導體材料
3．3．3 非晶態半導體
3．4 半導體材料的製備工藝方法
3．4．1 多晶製備工藝
3．4．2 單晶製備工藝
3．4．3 外延生長技術
3．5 半導體材料的應用
習題

第4章 化閤物半導體基礎
4．1 化閤物半導體的能帶結構
4．1．1 化閤物半導體的周期性結構
4．1．2 半導體的能帶理論
4．1．3 半導體的有效質量
4．1．4 GaAs的能帶結構
4．2 載流子的輸運過程
4．2．1 波爾茲曼輸運方程
4．2．2 散射機製
4．2．3 速度過衝
4．2．4 載流子的彈道輸運過程
4．3 二維電子氣
4．3．1 二維電子氣
4．3．2 二維電子氣的能量狀態
4．3．3 二維電子氣的光學特性
4．4 半導體異質結
4．4．1 異質結的能帶突變
4．4．2 熱平衡時理想異質結的能帶圖
4．4．3 界麵態對異質結能帶的影響
4．4．4 異質結的伏安特性
4．5 半導體超晶格
4．5．1 半導體超晶格的能帶結構
4．5．2 組分半導體超晶格
4．5．3 摻雜超晶格
4．5．4 應變超晶格
4．5．5 非晶態超晶格
習題

第5章 化閤物半導體器件
5．1 化閤物半導體的物理性質
5．1．1 化閤物半導體
5．1．2 化閤物半導體的晶體結構
5．1．3 晶格常數
5．1．4 光學性質
5．1．5 電學特性
5．2 金屬半導體場效應晶體管器件
5．2．1 GaAsMESFET的基本結構
5．2．2 GaAsMESFET的直流特性
5．2．3 GaAsMESFET的微波特性
5．3 異質結雙極型晶體管
5．3．1 HBT器件的基本結構
5．3．2 HBT器件的直流特性
5．3．3 HBT器件的高頻特性
5．4 高電子遷移率晶體管
5．4．1 HEMT器件的基本結構
5．4．2 FIEMT器件的直流特性
5．4．3 HEMT器件的射頻特性
5．4．4 當代HEMT技術
5．5 半導體光源
5．5．1 激光二極管（LD）
5．5．2 發光二極管（LED）
5．5．3 半導體激光器
5．6 半導體光電探測器
5．6．1 光電導探測器的基本特性
5．6．2 p-i-n二極管
5．6．3 APD（雪崩擊穿二極管）
5．6．4 MSM（金屬-半導體-金屬）探測器
習題

第6章 光電子材料與器件
6．1 概述
6．2 光縴
6．2．1 光縴的結構
6．2．2 光縴的種類
6．2．3 光縴的製備
6．2．4 光縴的應用
6．3 激光器及材料
6．3．1 固體激光器的工作原理
6．3．2 固體激光器基質材料
6．3．3 固體激光器的激活離子
6．3．4 幾種常見的固體激光器
6．4 液晶顯示材料與器件
6．4．1 液晶材料的物理性質
6．4．2 液晶的分類及結構特點
6．4．3 常用液晶顯示器件
6．4．4 液晶顯示技術的發展趨勢
習題

第7章 電介質材料
7．1 概述
7．2 電介質在靜電場中的極化
7．2．1 電介質的極化現象
7．2．2 電介質的極化機製
7．3 電介質的動態極化
……
第8章 磁電子學材料與器件
第9章 電子陶瓷材料
第10章 納米技術與納米電子學
參考文獻

前言/序言

　　進入21世紀後，隨著以集成電路技術為基石的電子信息技術的加速發展，各類電子器件及係統都在朝著小型化、集成化的方嚮發展，而其中的集成化則不僅意味著要盡可能地實現係統中電路的單芯片集成，而且要實現將包括聲、光、電、磁等物理量感知的傳感器集成在係統中，實現多功能集成，最為典型的一個研究領域就是微電子機械係統（MEMS），因而帶動瞭包括我們熟知的半導體材料與器件、電介質材料與器件、光電子材料與器件、磁功能材料與器件等電子信息功能材料與器件的深入研究和技術上突飛猛進的發展。目前電子信息材料與器件已經在電子信息産業中占據瞭主導性的地位，深刻影響到整個社會的經濟發展及人們日常生活的方方麵麵。
　　以矽為代錶的半導體材料與器件的發展，導緻瞭集成電路技術的快速發展，使得人類社會進入瞭信息化社會，極大地提高瞭生産效率。按照摩爾定律，目前集成電路工藝技術已經進入瞭32nm和22nm的技術節點，為瞭保證半導體器件的可靠性，就需要引入一些新的介質材料，如采用高K介質作為絕緣柵，采用低K介質來取代傳統的二氧化矽作為層間介質，采用金屬銅取代金屬鋁作為金屬連綫等。隨著集成電路尺寸進一步按比例縮小，就需要對器件的結構和所用的材料進行調整，如采用立體結構器件、碳納米管晶體管、單電子晶體管和分子電子器件等。玻璃光縴和固體激光器的齣現，使得光通信技術開始發展起來，而半導體激光器和探測器的齣現，促進瞭光通信技術的快速發展。磁性材料則在信息存儲、傳感、光通信、微波通信等領域有著廣泛的應用。總而言之，由於這些材料具有良好的聲、光、電、磁、力性質及這些物理量之間的耦閤效應，它們在電子信息産業中的廣泛應用極大地促進瞭現代電子信息技術的進步。
　　本書內容廣泛全麵，基本涵蓋瞭目前廣泛使用的幾大類主要的電子信息材料與器件。在章節組織和材料選取上，充分考慮到電子信息類學生學習知識的特點，以及與前麵所學基礎課程的銜接，理論程度適中，對問題的討論能滿足工程實踐的需要，盡量避免復雜的數學物理推導過程，剋服對某些非典型電子材料過於細節性的闡述。全書既簡明扼要地介紹瞭電子信息材料與元器件的工作原理，又緊密聯係工程應用實際，邏輯清晰、重點突齣、知識麵廣，便於自學和參考。

《塵封的秘辛：失落文明的科技遺跡》 作者： [在此處填寫真實作者姓名，例如：李明] 簡介： 在浩瀚的曆史長河中，總有一些璀璨的文明，因種種原因，未能將他們的智慧與成就完整地傳承下來。他們留下的，或許是零星的壁畫，殘缺的器物，又或是口耳相傳的神話傳說。本書《塵封的秘辛：失落文明的科技遺跡》正是這樣一本，緻力於挖掘、梳理並重新解讀那些被時間洪流淹沒的古老文明所遺留下來的，可能指嚮失落科技的蛛絲馬跡。 本書並非一部泛泛而談的考古學著作，也不是簡單羅列神話故事的民間傳說集。它以嚴謹的考證態度，結閤跨學科的研究方法，將古文明的藝術、宗教、文字、建築以及流傳下來的文獻資料，進行深入的解構與重塑。作者旨在挑戰我們對古代世界認知的邊界，探索那些被主流曆史敘事所忽略的，可能存在的，超越我們當下理解的先進技術。 第一章：尼羅河的低語——古埃及的星象儀與能量傳導 數韆年前，古埃及人在尼羅河畔創造瞭輝煌的文明。除瞭金字塔的宏偉壯麗，他們留下的壁畫與象形文字中，隱藏著許多令人費解的符號和圖案。本書將重點分析一些被忽視的壁畫細節，例如在某些神廟壁畫中齣現的，高度規律化的幾何圖案，以及與星體運行軌跡高度契閤的描繪。 作者將結閤古埃及的天文學知識，以及他們對能量概念的獨特理解，嘗試解讀這些圖案的含義。我們將會看到，一些被認為是裝飾性的符號，在重新排列與組閤後，可能指嚮一種古老的能量傳導係統。例如，在一些墓穴中發現的，看似簡陋的金屬裝置，在重新審視其材質與結構後，可能並非簡單的陪葬品，而是某種能量匯聚或轉換的部件。 書中將詳細考證古埃及人對“生命力”的理解，以及他們如何通過特定的儀式和結構來“儲存”或“引導”這種能量。作者將通過對比不同遺址中齣現的相似器物，論證其可能存在的統一設計理念，甚至提齣一些大膽的猜想：古埃及人是否掌握瞭某種利用自然能量，例如地磁場或太陽能的原始技術？書中還將深入分析古埃及的神話故事，尋找其中關於“神力”的描述，並將其與可能的科技原理聯係起來。例如，某些神祇被賦予的“永恒生命”或“操控天地”的能力，在剔除神話色彩後，是否指嚮一種我們尚未理解的科技應用？ 第二章：愛琴海的殘響——剋裏特文明的神秘裝置與聲學原理 米諾斯文明，那個在愛琴海閃耀卻又突然消失的文明，至今仍留有許多未解之謎。本書將聚焦於剋裏特島上發現的一些奇特器物。例如，在剋諾索斯宮殿遺址中發掘齣的，一些帶有復雜凹槽和管道的陶製或石製裝置。這些裝置的用途，曆來爭議不斷。 本書將突破傳統的考古解讀，從聲學原理的角度切入。通過對這些裝置的形狀、大小、以及內部結構的精確測量，作者將嘗試還原它們可能發齣的聲音頻率和傳播方式。書中將詳細介紹古希臘時期，以及更早的愛琴海文明可能擁有的聲學知識，並對比這些裝置與古代樂器、以及聲音傳播的物理學原理。 我們將會看到，一些被認為是排水係統或裝飾品的部分，在特定的角度和組閤下，可能能夠産生共鳴，甚至放大聲音。書中將大膽推測，剋裏特文明是否利用聲音作為一種溝通、警戒，甚至影響環境的手段。例如，在某些傳說中，宮殿的某個房間能夠“聽到遠方的聲音”，或者在祭祀時能夠“召喚神靈”，這些描述，是否與某種先進的聲學裝置有關？ 本書還將分析剋裏特文明留下的綫性文字B，以及一些無法解讀的象形符號，嘗試從中尋找與聲音、頻率、共鳴等概念相關的詞匯或描述。通過對這些零散信息的整閤，作者將描繪齣一個更加立體，更加富有科技想象的米諾斯文明。 第三章：安第斯山脈的低語——印加的精密計算與能量網格 在南美洲的安第斯山脈，印加文明以其精湛的石砌技術和發達的交通網絡聞名於世。然而，除瞭宏偉的馬丘比丘，印加人留下的其他科技痕跡，卻鮮為人知。本書將深入探究印加人留下的，一些被忽視的細節。 例如，印加人對度量衡的精確掌握，以及他們如何在高海拔地區建造如此堅固的建築。書中將通過對印加遺址中發現的，一些帶有精密刻度的石塊和工具進行分析，推測他們可能擁有的，超越我們想象的測量精度。 本書還將重點關注印加的“卡帕剋·南”（Capac Ñan），即他們的帝國道路係統。在傳統認知中，這僅僅是一條交通要道。然而，本書將從能量網格的角度來審視這條道路。作者將分析道路的走嚮、坡度、以及沿途齣現的特定建築（例如哨所和神廟），論證它們之間可能存在某種關聯。 書中將結閤地質學和地理學的知識，分析印加帝國是否存在一種對地磁場或地下能量流動的利用。例如，某些建築的選址，是否與地下能量節點有關？道路的修建，是否考慮到能量的匯聚或傳導？本書還將審視印加文明留下的“奇普”（Quipu），即結繩記事係統。在傳統認知中，它被認為是記錄數字和信息的工具。然而，作者將嘗試從更復雜的編碼角度解讀，奇普是否可能記錄瞭關於能量流動、星體運行，甚至某種計算的復雜數據？ 第四章：失落的維度——元器件的早期形態與神秘材料 本書的核心，將是對那些被認為是“裝飾品”、“宗教器物”或“無法解釋的碎片”的古代遺物，進行“元器件化”的重新解讀。我們將探討，在不同的古文明中，是否存在一些具有“功能性”的，早期“元器件”的雛形。 書中將詳細分析一些被考古學傢發掘齣的，來自不同時期的，帶有規律性結構和特定材質的物品。例如，一些金屬閤金，其成分在我們看來可能非常“現代”；一些水晶或寶石的切割方式，其精度遠超普通工藝；一些帶有復雜蝕刻的金屬片，其圖案似乎蘊含著某種電路的邏輯。 作者將藉鑒現代電子學的基本原理，例如電導率、絕緣性、共振頻率等，來分析這些古代遺物的材質與結構。例如，一些被認為是“護身符”的金屬墜飾，在重新檢測其材質與內部結構後，可能具備某種微弱的能量儲存或導電能力。一些被認為是“祭祀用器皿”的陶製品，在特殊的燒製工藝下，可能擁有異常的電磁屏蔽效果。 書中將列舉大量具體的，來自世界各地的，具有神秘色彩的古代遺物，並對其進行逐一分析，嘗試推測其可能的“元器件”功能。我們將探討，古人是否在無意中，或者通過某種失傳的技藝，製造齣瞭能夠與自然能量發生作用的“原初元器件”。 第五章：文明的斷層——科技傳承的迷失與可能的復興 本書的最後一章，將是對這些失落科技的傳承問題進行探討。是什麼原因導緻瞭這些曾經可能存在的先進技術，未能像文字、藝術那樣被完整地記錄和傳承下來？是戰爭的摧毀，自然的災難，還是社會結構的變遷？ 作者將綜閤前文的分析，提齣一些關於文明斷層與科技失落的理論。例如，是否是因為這些技術過於依賴某種特定的自然環境，或者某種特殊的社會組織形式？一旦這些條件消失，技術也就隨之消亡。 最後，本書將迴歸現實，探討這些“塵封的秘辛”對我們今天的意義。這些失落的科技遺跡，是否能夠為我們理解宇宙，或者為我們解決當下的能源、環境問題，提供全新的視角？作者將鼓勵讀者以開放的心態，重新審視曆史，去發現那些被忽略的智慧，並從中汲取靈感，為人類文明的未來發展，找到新的可能性。 《塵封的秘辛：失落文明的科技遺跡》是一本引人入勝的讀物，它將帶領您踏上一場穿越時空的智慧之旅，挑戰您對古代世界的固有認知，並激發您對未知的好奇與探索。它不僅僅是一本書，更是一扇通往失落文明深處的大門，等待著您去親自推開。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期在電子行業一綫工作的工程師，我一直在尋找一本能夠係統性梳理當前電子材料和元器件發展脈絡，並對其未來趨勢進行預測的書籍，《現代電子材料與元器件》無疑滿足瞭我的期待。它不僅僅停留在基礎理論的層麵，而是緊密結閤瞭最新的産業動態和技術瓶頸，為我提供瞭一個非常實用的參考框架。書中對當前主流電子元器件的材料選擇和製造工藝進行瞭詳細的分析，例如在討論功率半導體器件時，作者深入分析瞭SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）等寬禁帶半導體材料的優勢，以及它們在提高器件效率、降低損耗方麵的關鍵作用，這對於我理解當前新能源汽車、5G基站等領域的技術進步非常有幫助。同時，書中也對一些新興的電子材料，如二維材料（如石墨烯、MXenes）在下一代電子器件中的潛在應用進行瞭前瞻性的探討，讓我對未來的技術發展方嚮有瞭更清晰的認識。我特彆欣賞書中在分析材料特性時，不僅給齣理論公式，還結閤瞭實際的實驗數據和仿真結果，這種“理論與實踐相結閤”的敘述方式，讓內容更具說服力和可信度。這本書為我提供瞭一個更宏觀的視野，讓我能夠跳齣具體的器件設計，去思考材料層麵可能帶來的顛覆性創新，無疑會對我的工作産生積極的影響。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，真正的學習不僅僅是記憶知識點，更是理解知識點背後的邏輯和聯係，《現代電子材料與元器件》這本書恰恰在這方麵做得非常齣色。它沒有給我一種“知識堆砌”的感覺，而是循序漸進地引導我進入電子材料的世界。開篇對電子元件發展曆程的梳理，讓我明白“沒有無緣無故的先進”，每一項技術的突破都離不開材料科學的支撐。書中對不同種類電子元件，如電阻、電容、電感、半導體器件、集成電路等，在材料選擇上的考量，都給齣瞭非常細緻的解釋。例如，在講解電阻的精度和穩定性時，作者不僅分析瞭金屬膜電阻、碳膜電阻等不同材料的特性，還深入探討瞭溫度係數、濕敏係數等關鍵參數對電阻性能的影響。這種對細節的關注，讓我對每一個看似簡單的元器件都有瞭全新的認識。更讓我覺得難能可貴的是，書中在介紹某些復雜材料或器件時，能夠將物理化學原理、量子力學概念以及工程學應用巧妙地融閤在一起，形成一個完整的知識體係。我尤其對書中關於“先進封裝技術”的章節印象深刻，作者詳細闡述瞭3D封裝、異質集成等技術如何通過優化材料和結構來提升器件性能和集成度，這讓我看到瞭電子元件“微雕”的藝術，以及材料在其中扮演的不可或缺的角色。這本書給我帶來的不僅僅是技術知識，更是一種嚴謹的科學思維方式，讓我能夠更深入地理解電子世界，並且觸類旁通。

評分☆☆☆☆☆

剛翻開《現代電子材料與元器件》這本書，我立刻被它嚴謹又不失趣味的開篇所吸引。作者並沒有一開始就陷入枯燥的理論公式海洋，而是從人類文明發展史上電子元件扮演的關鍵角色講起，例如早期的真空管如何推動瞭無綫電通訊的革命，再到晶體管的齣現如何開啓瞭半導體時代，直至今天各種集成電路的蓬勃發展。這種宏觀的視角讓我感覺自己不是在啃一本技術手冊，而是在追溯一場波瀾壯闊的科技史詩。書中對不同時期材料選擇的考量、工藝的演進以及由此帶來的功能飛躍，都描繪得繪聲繪色。例如，在講述第一代晶體管時，作者生動地描述瞭鍺材料的局限性，以及為何矽最終能夠成為半導體的主流，這個過程中的技術攻關和材料創新，讀來頗具傳奇色彩。接著，書中又詳細介紹瞭當今電子材料在微觀層麵上的奇妙特性，比如納米材料在提高器件性能方麵的潛力，以及一些新型復閤材料在導熱、絕緣等方麵的突破性進展。我特彆喜歡其中關於“物聯網”概念下的電子材料發展方嚮的探討，作者預見瞭未來智能設備對材料的極高要求，如柔性、可穿戴、低功耗等，這讓我對這本書的實用性和前瞻性有瞭更深的認識。總而言之，這本書不僅僅是一部技術指南，更像是一次穿越時空的電子材料與元器件的探索之旅，讓我對這個領域産生瞭濃厚的興趣和敬畏之情。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容簡直是為我這種對“為什麼”和“怎麼做”充滿好奇的技術愛好者量身定做的！我一直對電子元件的內部構造和工作原理感到神秘，而《現代電子材料與元器件》則像一把鑰匙，一一解開瞭我的疑惑。書中的講解非常深入淺齣，例如在介紹半導體PN結時，作者不僅僅給齣定義，而是詳細分析瞭空穴和電子的運動、擴散、復閤等過程，並輔以清晰的示意圖，讓我對載流子的行為有瞭直觀的理解。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭許多目前非常熱門的前沿技術，比如MEMS（微機電係統）技術，作者詳細闡述瞭其在傳感器、執行器等領域的應用，以及實現這些微小精密器件所需的特殊材料和製造工藝。我之前對MEMS隻停留在概念層麵，讀完這部分內容，我纔明白原來這些微小的“芯片級”機械設備是如何通過光刻、蝕刻等技術一步步“雕刻”齣來的，涉及到的材料選擇和工藝控製要求之高，令人嘆為觀止。另外，書中對各種傳感器的工作原理也進行瞭詳盡的介紹，從電阻式、電容式到壓電式，再到光學、磁學傳感器，作者都一一剖析瞭其背後的材料特性和物理效應，讓我對身邊的各種智能設備有瞭更深層次的認識。這本書的價值在於，它不僅教會我“是什麼”，更讓我理解瞭“為什麼會這樣”，這種知識體係的構建對我來說意義重大。

評分☆☆☆☆☆

我一直對材料科學在現代科技中的核心作用深感著迷，而《現代電子材料與元器件》這本書正是將這種聯係展現得淋灕盡緻。它不僅僅是羅列各種電子材料的性能參數，更是深入探討瞭這些材料的微觀結構、晶體學特性以及化學組成如何直接影響其宏觀的電學、磁學、光學以及熱學性能。例如，書中在介紹高介電常數材料時，詳細分析瞭不同晶體結構和化學配比如何影響其誘電率，以及這些材料在電容器製造中的關鍵作用。這讓我明白瞭為什麼並非所有材料都能成為電子元件的“基石”，選擇閤適的材料是實現高性能器件的前提。此外，書中對於功能材料的介紹也相當精彩，比如鐵電材料、壓電材料、磁性材料等等，作者不僅僅介紹瞭它們的物理現象，更深挖瞭其背後的量子力學和固體物理原理，讓我對這些“魔幻”材料的運作機製有瞭更科學的認識。特彆是關於鐵電材料在存儲器和傳感器方麵的應用，以及壓電材料在換能器和微驅動器中的作用，都讓我眼前一亮。本書的語言風格嚴謹而專業，但又不乏啓發性，尤其是在論述某些復雜材料的生長機理和性能調控方法時，作者的分析鞭闢入裏，讓我受益匪淺。對於任何希望深入理解電子世界背後物質基礎的讀者來說，這本書都是一本不可多得的寶藏。