光電材料與器件 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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韓濤，曹仕秀，楊鑫 著

圖書標籤:

• 光電材料
• 光電器件
• 半導體材料
• 光電子學
• 材料科學
• 物理學
• 電子工程
• 光學
• 納米材料
• 信息技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030516725

版次：01

商品編碼：12162808

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子電氣信息類應用型本科係列規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

頁數：264

正文語種：中文

內容簡介

光電子技術是光電産業的支柱與基礎，涉及光電子學、光學、材料學、計算機技術等前沿理論，是多學科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術科學，光電技術的基礎是光電材料與器件。本教材主要涉及光電材料的基礎理論、物理特性、光電器件以及相關的應用。課程內容主要涉及光-電轉換材料與器件、電-光轉換材料與器件和透明導電材料。

目錄

第1章 緒論
1.1 光電子技術簡介
1.1.1 光電子技術發展曆程
1.1.2 光電子技術相關概念
1.2 光電材料與器件的概念、地位及作用
1.2.1 光電材料與器件的基本概念
1.2.2 光電材料與器件在光電技術中的地位與作用
1.3 本書的理論基礎
1.3.1 光電轉換材料與器件
1.3.2 電光轉換材料與器件
1.3.3 透明導電材料
參考文獻

第2章 光電材料理論基礎
2.1 能帶理論
2.1.1 晶體的薛定諤方程及其近似解
2.1.2 布洛赫定理
2.1.3 目期性邊界條件
2.1.4 能帶及其一般特性
2.1.5 布裏淵區
2.1.6 金屬、半導體和絕緣體
2.1.7 電子、空穴和載流子
2.2 材料中的光吸收過程
2.2.1 基本吸收
2.2.2 允許和禁戒的直接躍遷
2.2.3 間接躍遷
2.2.4 激子
2.3 光電效應
2.3.1 外光電效應
2.3.2 光電導效應
2.3.3 光生伏特
2.3.4 溫差電效應
2.3.5 熱釋電效應
2.3.6 光子牽引效應
參考文獻

第3章 微納光電材料及器件
3.1 納米光電材料及器件
3.1.1 納米光電材料
3.1.2 納米光電器件
3.2 光子晶體及光子晶體器件
3.2.1 光子晶體的結構
3.2.2 光子晶體的基本特性
3.2.3 光子晶體器件
3.3 超材料及相關器件
3.3.1 超材料
3.3.2 負摺射率材料及器件
3.3.3 隱身鬥篷
3.4 錶麵等離子體激元及器件
3.4.1 基本原理及性質
3.4.2 錶麵等離子體光波導
3.4.3 錶麵等離子體共振傳感器
參考文獻

第4章 半導體發光材料與器件
4.1 半導體發光材料晶體導論
4.1.1 晶體結構
4.1.2 缺陷及其對發光的影響
4.1.3 能帶結構
4.1.4 半導體發光材料的條件
4.2 半導體對光的吸收
4.2.1 半導體對光的吸收機構分類
4.2.2 半導體光吸收理論
4.3 半導體的激發與發光
4.3.1 PN結及其特性
4.3.2 注入載流子的復閤
4.4 發光二極管照明技術
4.4.1 LED基本特性
4.4.2 LED發光原理
4.4.3 LED特性參數
4.4.4 LED驅動技術
4.4.5 LED應用
4.5 有機材料光緻發光和電緻發光
參考文獻

第5章 無機光緻發光材料
5.1 無機光緻發光
5.1.1 光緻發光過程
5.1.2 光輻射返迴基態：發光
5.1.3 非輻射返迴基態
5.2 熒光粉發光原理
5.2.1 基本概念
5.2.2 熒光粉的特性
5.3 熒光粉的發展曆史和現狀
5.3.1 熒光燈用熒光粉的發展曆史
5.3.2 稀土三基色熒光粉
5.3.3 白光LED熒光粉
5.4 熒光粉的主要製備方法
5.4.1 高溫固相法
5.4.2 燃燒閤成法
5.4.3 溶劑(水)熱法
5.4.4 溶膠一凝膠法
5.4.5 沉澱法
5.4.6 噴霧熱解法
5.4.7 微乳液法
5.4.8 高分子網絡凝膠法
5.4.9 微波法
參考文獻

第6章 LED封裝技術
6.1 LED封裝方式
6.1.1 引腳式封裝
6.1.2 錶麵貼裝式封裝
6.1.3 功率型封裝
6.1.4 集成式多芯片器件封裝
6.1.5 其他封裝方式
6.2 LED封裝工藝
6.3 LED封裝材料與設備
6.3.1 LED封裝材料
6.3.2 LED封裝設備
6.4 熒光粉塗覆技術
6.4.1 調熒光粉
6.4.2 熒光粉塗覆
6.5 LED散熱技術
6.5.1 熱量來源
6.5.2 熱量對LED的影響
6.5.3 LED的散熱機製及解決方案
6.6 LED光學結構
6.6.1 LED光轉化結構
6.6.2 LED配光結構
6.6.3 LED封裝仿真與設計
6.7 功率型LED封裝關鍵技術
參考文獻

第7章 透明導電材料
7.1 透明導電薄膜簡介
7.2 代錶性的TCO材料
7.3 TCO的導電性
7.3.1 TCO的導電原理
7.3.2 能帶、軌域與遷移率
7.3.3 N型與P型TCO
7.3.4 載流子的生成
7.3.5 TCO的導電性與溫度及載流子濃度的關係
7.3.6 TCO中的載流子散射與電阻的關係
7.4 TCO的光學性質
7.4.1 TCO的透光原理
7.4.2 電漿振動與電漿頻率
7.4.3 布爾斯坦一莫斯效應
7.4.4 載流子濃度與透光性
7.5 透明導電材料技術
7.5.1 ITO
7.5.2 其他導電與透明的摺中方案
7.5.3 軟性ITO薄膜
7.5.4 納米銀綫
參考文獻

第8章 觸控屏
8.1 觸控技術的發展
8.1.1 觸控技術的産生
8.1.2 觸摸屏的定義
8.1.3 觸摸屏的分類
8.2 電阻觸摸屏
8.3 電容觸摸屏
8.3.1 錶麵電容觸摸屏
8.3.2 投射電容式觸摸屏
8.4 其他觸控技術
8.4.1 紅外綫技術觸摸屏
8.4.2 錶麵聲波式觸摸屏
8.5 觸控技術前沿
8.5.1 嵌入式觸摸屏
8.5.2 forcetouch技術
8.5.3 柔性觸控技術
8.6 觸摸屏生産工藝介紹
8.6.1 玻璃式觸摸屏的生産工藝
8.6.2 薄膜式觸摸屏的生産工藝
8.6.3 薄膜觸摸屏黃光工藝流程
8.7 電容式觸摸屏生産設備和材料
8.7.1 電容式觸摸屏主要生産設備
8.7.2 電容式觸摸屏生産輔助材料
參考文獻

第9章 顯示屏
9.1 顯示技術簡介
9.2 顯示器的工作原理及特點
9.2.1 陰極射綫管顯示器
9.2.2 液晶顯示器
9.2.3 等離子體顯示器
9.2.4 有機電緻發光顯示器
9.2.5 LED顯示器
9.2.6 OLED顯示器
9.3 TFT-LCD的器件結構和工作原理
9.3.1 液晶材料及其性能特點
9.3.2 panel闆的結構及其工作原理
9.3.3 背光源的結構及其原理
9.4 TFT-LCD材料技術及工藝技術
9.4.1 TFT-LCD材料技術
9.4.2 TFT-LCD工藝技術
9.5 OLED顯示屏
9.5.1 OLED顯示原理及應用
9.5.2 OLED器件製備
9.5.3 OLED的優缺點分析
9.5.4 OLED的驅動方式
9.5.5 OLED産業麵臨的挑戰
參考文獻

第10章 太陽能電池材料及應用
10.1 光伏技術與太陽能電池
10.1.1 太陽能電池的發展曆程
10.1.2 太陽能電池原理
10.1.3 太陽能電池的分類
10.2 晶矽太陽能電池
10.2.1 多晶矽薄膜太陽能電池
10.2.2 非晶矽薄膜太陽能電池
10.3 化閤物半導體薄膜電池
10.3.1 CdTe太陽能電池
10.3.2 CIGS太陽能電池
10.3.3 GaAs太陽能電池
10.4 新型太陽能電池
10.4.1 染料敏化太陽能電池
10.4.2 有機薄膜太陽能電池
10.4.3 鈣鈦礦太陽能電池
參考文獻

《光電材料與器件》圖書簡介 一、 編纂宗旨與核心價值 《光電材料與器件》一書，匯集瞭該領域前沿理論、實驗進展與工程應用。本書旨在為廣大科研人員、工程技術人員、高校師生提供一本全麵、深入、實用的參考典籍。我們力求展現光電材料與器件的魅力，剖析其工作機理，揭示其發展趨勢，並展望其廣闊的應用前景。本書的編纂，聚焦於基礎理論的夯實，實驗技術的精進，以及工程實踐的創新，力圖搭建一座連接學術研究與産業應用的堅實橋梁。 二、 內容框架與章節要點 本書共分為十二章，每一章節都圍繞著光電材料與器件的某個關鍵方麵進行深度探討。 第一章：光電材料基礎理論 本章將係統性地闡述光電材料的物理基礎。我們將從晶體結構、能帶理論入手，深入分析半導體、導體、絕緣體等材料的能帶結構及其與光電特性的關係。重點將放在載流子輸運機製、摻雜效應、缺陷對材料性能的影響等。此外，還將介紹自由電子、空穴的産生與復閤過程，以及它們在電場作用下的行為。對於新型光電材料，如量子點、二維材料等，也將介紹其獨特的電子結構和潛在的光電響應特性。 第二章：光與物質的相互作用 本章將深入解析光波與材料之間的基本相互作用。內容涵蓋光的吸收、發射、散射、反射、摺射等現象。我們將詳細介紹光子能量與電子能級躍遷的關係，分析不同波長光與材料相互作用的微觀機理。例如，本徵吸收、雜質吸收、自由載流子吸收等。對於透明材料，將討論其在不同波段的透過特性。對於半導體材料，將重點闡述光激勵下的電子-空穴對産生與復閤過程，這是許多光電器件工作的基礎。 第三章：有機光電材料 本章將聚焦於具有獨特光電性能的有機材料。我們將介紹共軛聚閤物、小分子有機半導體等材料的分子結構、閤成方法及其光電特性。內容包括有機材料的光吸收與發射光譜、電荷傳輸能力、激子形成與衰減過程。還將重點介紹有機光電材料在有機發光二極管（OLED）、有機太陽能電池（OSC）、有機光電探測器等器件中的應用機理與性能優化策略。 第四章：無機半導體光電材料 本章將詳細介紹在現代光電器件中扮演核心角色的無機半導體材料。我們將係統性地梳理矽（Si）、砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）等經典半導體材料的晶體結構、電子能帶特性、光學性質以及電學性質。對於這些材料，我們將深入探討其載流子遷移率、壽命、摻雜特性等關鍵參數。此外，還將介紹一些新興的無機半導體材料，如鈣鈦礦（Perovskites）等，並分析其在光伏、LED等領域的潛力。 第五章：納米光電材料與器件 本章將探討納米尺度下材料展現齣的奇異光電特性。我們將介紹量子點、納米綫、納米棒、二維納米片（如石墨烯、TMDs）等納米結構材料的製備方法、形貌控製及其在光電器件中的獨特優勢。量子效應、錶麵等離激元效應等在納米材料中的體現將是重點。本書還將闡述如何利用納米材料的優勢來提升光電器件的效率、穩定性以及功能多樣性，例如在高效太陽能電池、量子點LED、納米光探測器等方麵的應用。 第六章：光電探測器 本章將深入剖析各類光電探測器的原理、結構設計與性能錶徵。我們將係統介紹光電導探測器、光電二極管（PIN、APD）、光電倍增管（PMT）、CMOS/CCD圖像傳感器等。重點將放在材料選擇、器件結構優化、響應速度、靈敏度、噪聲抑製等關鍵技術。此外，還將討論不同探測器在可見光、紅外、紫外等波段的應用，以及在通信、成像、遙感等領域的具體實例。 第七章：發光器件 本章將聚焦於能夠將電能轉換為光能的光電器件。我們將詳細介紹發光二極管（LED）、有機發光二極管（OLED）、量子點發光二極管（QLED）等。內容將涵蓋pn結發光機理、注入復閤過程、電緻發光效率、光譜特性、器件結構設計以及驅動電路。本書還將探討如何通過材料設計和器件結構優化來提升發光器件的發光效率、色純度、壽命和可靠性，並分析其在顯示、照明等領域的最新進展。 第八章：光伏器件（太陽能電池） 本章將集中探討將光能轉化為電能的太陽能電池技術。我們將係統介紹不同類型太陽能電池的工作原理，包括晶矽電池、薄膜電池（CdTe, CIGS）、染料敏化太陽能電池（DSSC）、有機太陽能電池（OSC）、鈣鈦礦太陽能電池（PSC）等。重點將放在光生電荷的産生、分離、輸運和收集過程，以及影響其能量轉換效率的關鍵因素。本書還將分析材料選擇、界麵工程、鈍化技術和封裝工藝對太陽能電池性能的影響，並展望其未來發展方嚮。 第九章：光調製器與光開關 本章將探討如何利用光電材料控製光信號的強度、相位或偏振。我們將介紹電光調製器、聲光調製器、磁光調製器以及基於微機電係統（MEMS）的光開關等。內容將涉及材料的電光效應、聲光效應、磁光效應的物理機理，以及不同調製器和開關的工作原理、性能參數（如調製深度、消光比、開關速度、插入損耗）及其在光通信、光計算、光學傳感等領域的應用。 第十章：光電傳感器與成像技術 本章將深入介紹利用光電材料構建的各類傳感器，以及其在成像技術中的應用。我們將討論光敏電阻、光電耦閤器、圖像傳感器（CCD, CMOS）的工作原理。此外，還將涵蓋熱電傳感器、壓電傳感器等與光電轉換相關的傳感器。本書將重點介紹這些傳感器如何捕捉環境中的光信號或光引起的物理變化，並將其轉換為電信號，以及它們在環境監測、工業自動化、醫療成像、安防監控等領域的廣泛應用。 第十一章：光電器件的製造與錶徵技術 本章將專注於光電器件的實際製造過程和性能評估方法。內容包括薄膜沉積技術（如MOCVD, MBE, PVD, CVD）、光刻技術、刻蝕技術、摻雜技術、電極製備技術等。在錶徵方麵，我們將介紹材料的晶體結構分析（XRD）、形貌觀察（SEM, TEM）、光學錶徵（UV-Vis, PL, Raman）、電學測量（I-V, C-V, Hall效應）以及器件性能測試方法。本書將強調工藝流程控製、缺陷分析與良率提升的重要性。 第十二章：光電材料與器件的未來發展趨勢 本章將展望光電材料與器件領域的未來發展方嚮。我們將討論諸如柔性電子、可穿戴設備、人工智能與光電融閤、新能源領域的突破、生物光子學應用、以及新型量子材料在光電器件中的潛力等前沿話題。本書還將分析當前麵臨的挑戰，如效率提升、成本降低、穩定性增強、環境友好性等，並提齣未來研究的重點方嚮和潛在的顛覆性技術。 三、 目標讀者與適用範圍 本書麵嚮對象廣泛，包括但不限於： 高校學生： 作為光電材料、電子科學與技術、物理學、材料科學、化學等相關專業的本科生和研究生教材或參考書。 科研人員： 為從事光電器件、半導體材料、納米材料、固態物理等領域研究的研究生、博士後及研究員提供係統性的理論支撐和實驗參考。 工程技術人員： 為光電産業（如半導體、顯示、照明、通信、新能源等）的工程師、技術人員提供深入的專業知識和解決實際問題的思路。 相關領域的決策者和管理者： 幫助他們瞭解光電技術的發展現狀和未來趨勢，為技術投資和戰略規劃提供決策依據。 四、 本書特色與價值體現 理論深度與廣度兼備： 深入淺齣地講解瞭光電材料與器件的核心理論，同時涵蓋瞭該領域的最新研究進展和多元化的應用。 結構邏輯清晰： 內容編排循序漸進，從基礎理論到具體器件，再到製造錶徵和未來趨勢，形成完整的知識體係。 緊跟前沿： 關注當前最熱門的光電材料和器件，如鈣鈦礦、二維材料、量子點等，並探討其在新能源、信息技術等領域的應用。 注重工程實踐： 在理論講解的同時，融入瞭器件結構設計、製造工藝和性能錶徵等工程實踐內容，增強瞭本書的實用性。 圖文並茂： 包含大量原理示意圖、器件結構圖、實驗數據圖錶和應用實例圖片，有助於讀者更直觀地理解復雜概念。 《光電材料與器件》將是一部不可多得的、能夠幫助讀者構建紮實光電基礎、把握前沿動態、激發創新靈感的權威性參考書籍。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是它涵蓋的範圍相當廣闊，從基礎的物理化學原理，到各種具體的光電器件的開發和應用，都似乎囊括其中。我一直對“光學成像”這個話題非常感興趣，而光電材料和器件是實現高質量光學成像的關鍵。我希望書中能夠深入講解不同成像技術背後的光電原理。 例如，在討論“光電探測器的響應特性”時，我希望它能詳細解釋不同探測器在不同波段的響應範圍、靈敏度和噪聲水平，以及這些特性如何影響最終的成像質量。我還想知道書中是否會介紹一些特殊的成像技術，比如多光譜成像或高光譜成像，它們是如何通過選擇和分析不同波段的光信號來獲取更豐富信息的。另外，關於“光電信號處理與圖像重建”的部分也讓我充滿期待，任何傳感器都需要對采集到的原始信號進行處理，纔能最終形成可供觀察的圖像。我期待書中能對這些信號處理算法和圖像重建技術進行一些基礎性的介紹，讓我能夠理解從原始的光信號到最終圖像的轉變過程。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這個領域算是有一定的基礎，雖然不是專業研究者，但也一直保持著濃厚的興趣。市麵上關於光電材料的書籍不少，但很多要麼過於偏重理論，要麼就隻是羅列一些技術名詞，真正能夠將理論與實踐、基礎與前沿相結閤的書卻不多見。這本書的“光電材料與器件”這個書名，給我的感覺是它試圖搭建起一座連接基礎理論和實際應用的橋梁。 我特彆關注書中對於“光電轉換機理”的深入分析。例如，在提到“鈣鈦礦太陽能電池”時，我希望它不僅介紹其優異的光電轉換效率，更能細緻地講解其內在的載流子産生、分離和傳輸機製，以及可能存在的缺陷和損耗是如何被剋服的。同樣，對於“LED發光機理”，書中是否會詳細闡述半導體pn結的電緻發光過程，以及如何通過材料設計和結構優化來提升發光效率和色純度，這些都是我非常想瞭解的。此外，書中關於“光電器件的封裝技術”的內容也很吸引我，畢竟一個高性能的器件，也需要恰當的封裝來保護其免受環境影響，延長使用壽命。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我腦子裏冒齣的第一個念頭是“終於有本能真正講透的瞭！”。我之前零零散散地看過一些關於光電材料的文章和文獻，但總覺得不夠係統，很多關鍵的原理和技術細節總是模糊不清。這本書的標題“光電材料與器件”就非常直接和清晰，它承諾的是一個全麵的講解，而不是碎片化的信息堆砌。我最看重的是書中對於“器件”部分的闡述。材料再好，如果不能有效地轉化為器件，也就失去瞭實際意義。因此，我非常關注書中關於各種光電器件的設計、製備工藝以及性能優化等方麵的介紹。 例如，書中在討論“半導體光電探測器”時，我希望它能詳細解釋不同結構的探測器（如PIN結、雪崩光電二極管）的工作原理，以及它們在響應速度、量子效率、噪聲等方麵的優劣。我還想知道書中是如何講解“光電耦閤”這個概念的，它在實現高效的光信號轉換中扮演著怎樣的角色。再者，對於“光電器件的可靠性與壽命評估”，這也是一個非常實際但常常被忽視的方麵，我期待書中能夠提供相關的理論模型和實驗方法，幫助讀者理解器件在使用過程中可能遇到的問題，並學會如何進行預防和改善。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，深邃的藍色背景，點綴著抽象的光斑和綫條，給人一種科技感和未來感。我一直對那些能夠轉化光能的神奇材料很感興趣，比如太陽能電池，LED燈，還有各種傳感器。讀瞭這本書的目錄，我發現裏麵涉及的領域相當廣泛，從基礎的光學原理，到各種新型光電材料的閤成與錶徵，再到器件的製備和性能測試，內容可以說涵蓋瞭整個光電材料與器件的生命周期。 我特彆期待書中關於“新型量子點材料在發光器件中的應用”這一章節。量子點以其獨特的量子尺寸效應，能夠發齣極其純淨、可調諧的顔色，這在顯示技術、照明以及生物成像領域都有著巨大的潛力。我很好奇書中會如何深入淺齣地介紹量子點的光學特性，以及如何通過控製量子點的尺寸、形狀和錶麵化學性質來優化其發光效率和穩定性。另外，關於“有機光伏電池的效率提升策略”的章節也讓我躍躍欲試，有機材料的柔韌性和低成本製備優勢，使其在可穿戴設備和建築集成太陽能等領域備受矚目，書中對相關研究進展的梳理和未來發展方嚮的展望，一定能給我帶來很多啓發。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對新興科技充滿好奇心的普通讀者，我一直對那些能夠“捕捉”和“利用”光的技術很著迷。這本書的名字《光電材料與器件》聽起來就非常專業，但也正是這種專業性，讓我覺得它可能蘊含著許多我 hitherto 未知的奧秘。我尤其期待書中對於“光電探測技術”的應用介紹。我常常在想，我們看到的那些精密儀器，例如紅外相機、夜視儀，甚至是手機裏的攝像頭，背後都有著復雜的光電轉換過程。 我希望書中能夠詳細解釋不同類型光電探測器的工作原理，比如CCD和CMOS傳感器是如何將光信號轉化為電信號的。我也會關注書中是否會提及一些前沿的探測技術，例如太赫茲探測，或者量子探測。此外，書中關於“光電控製係統”的論述也很有吸引力。在工業自動化、智能傢居等領域，光電傳感器扮演著至關重要的角色，它們如何被集成到控製係統中，實現對環境的感知和反饋，這無疑是令人興奮的。我期待書中能提供一些實際的案例分析，讓我能夠更直觀地理解這些復雜技術是如何落地應用的。