半導體物理性能手冊 第2捲(下) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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日足立貞夫 著

圖書標籤:

• 半導體物理
• 半導體材料
• 材料性能
• 器件物理
• 電子工程
• 固體物理
• 物理學
• 工程技術
• 參考手冊
• 半導體

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齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560345178

商品編碼：29714050046

包裝：平裝

齣版時間：2014-04-01

基本信息

書名:半導體物理性能手冊 第2捲(下)

定價：248.00元

售價：168.6元,便宜79.4元,摺扣67

作者:(日)足立貞夫

齣版社：哈爾濱工業大學齣版社

齣版日期：2014-04-01

ISBN：9787560345178

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

足立貞夫編著的《半導體物理性能手冊(第2捲下 )/Springer手冊精選原版係列》介紹瞭各族半導體、化閤物半導體的物理性能，包括： Structural Properties結構特性 Thermal Properties熱學性質 Elastic Properties彈性性質 Phonons and Lattice Vibronic Properties 聲子與晶格振動性質 Collective Effects and Related Properties集體效應及相關性質 Energy-Band Structure：Energy-Band Gaps 能帶結構：能帶隙 Energy—Band Structure：Electron and Hole Effective Masses能帶結構：電子和空穴的有效質量 Electronic Deformation Potential電子形變勢 Electron Affinity and Schottky Barrier Height電子親和能與肖特基勢壘高度 Optical Properties光學性質 Elastooptic，Electrooptic， andNonlinearOptical Properties彈光、電光和非綫性光學性質 Carrier Transport Properties載流子輸運性質 《半導體物理性能手冊(第2捲下)/Springer手冊精選原版係列》適用對象包括材料、微電子學、電子科學與技術等專業的本科生和研究生，以及從事半導體研究的專業人員。

目錄

Preface
Acknowledgments
Contents of Other Volumes
10 Wurtzite Gallium Nitride (a-GaN)
10.1 Structural Properties
10.1.1 Ionicity
10.1.2 Elemental Isotopic Abundance and Molecular Weight
10.1.3 Crystal Structure and Space Group
10.1.4 Lattice Constant and Its Related Parameters
10.1.5 Structural Phase Transition
10.1.6 Cleavage Plane
10.2 Thermal Properties
10.2.1 Melting Point and Its Related Parameters
10.2.2 Specific Heat
10.2.3 Debye Temperature
10.2.4 Thermal Expansion Coefficient
10.2.5 Thermal Conductivity and Diffusivity
10.3 Elastic Properties
10.3.1 Elastic Constant
10.3.2 Third-Order Elastic Constant
10.3.3 Young's Modulus, Poisson's Ratio, and Similar
10.3.4 Microhardness
10.3.5 Sound Velocity
10.4 Phonons and Lattice Vibronic Properties
10.4.1 Phonon Dispersion Relation
10.4.2 Phonon Frequency
10.4.3 Mode Gruneisen Parameter
10.4.4 Phonon Deformation Potential
10.5 Collective Effects and Related Properties
10.5.1 Piezoelectric Constant
10.5.2 Frohlich Coupling Constant
10.6 Energy-Band Structure: Energy-Band Gaps
10.6.1 Basic Properties
10.6.2 E0-Gap Region
10.6.3 Higher-Lying Direct Gap
10.6.4 Lowest Indirect Gap
10.6.5 Conduction-Valley Energy Separation
10.6.6 Direct-Indirect-Gap Transition Pressure
10.7 Energy-Band Structure: Electron and Hole Effective Masses
10.7.1 Electron Effective Mass: F Valley
10.7.2 Electron Effective Mass: Satellite Valley
10.7.3 Hole Effective Mass
10.8 Electronic Deformation Potential
10.8.1 Intravalley Deformation Potential: F Point
10.8.2 Intravalley Deformation Potential: High-Symmetry Points
10.8.3 Intervalley Deformation Potential
10.9 Electron Affinity and Schottky Barrier Height
10.9.1 Electron Affinity
10.9.2 Schottky Barrier Height
10.10 Optical Properties
10.10.1 Summary of Optical Dispersion Relations
10.10.2 The Reststrahlen Region
10.10.3 At or Near the Fundamental Absorption Edge
10.10.4 The Interband Transition Region
10.10.5 Free-CarrierAbsorption and Related Phenomena
10.11 Elastooptic, Electrooptic, and Nonlinear Optical Properties
10.11.1 Elastooptic Effect
10.11.2 Linear Electrooptic Constant
10.11.3 Quadratic Electrooptic Constant
10.11.4 Franz-Keldysh Effect
10.11.5 Nonlinear Optical Constant
10.12 Carrier Transport Properties
10.12.1 Low-Field Mobility: Electrons
10.12.2 Low-Field Mobility: Holes
10.12.3 High-Field Transport: Electrons
10.12.4 High-Field Transport: Holes
10.12.5 Minority-Carrier Transport: Electrons inp-Type Materials
10.12.6 Minority-Carrier Transport: Holes in n-Type Materials
10.12.7 Impact Ionization Coefficient
11 Cubic Gallium Nitride(b-GaN)
12 Gallium Phosphide(Gap)
13 Gallium Arsenide(GaAs)
14 Gallium Antimonide(GaSb)
15 Indium Nitride(InN)
16 Indium Phosphide(InP)
17 Indium Arsendide(InAs)
18 Indium Antimonide(InSb)

作者介紹

文摘

序言

《量子材料的先進製備與性能調控》 內容概述： 本書聚焦於當前材料科學領域中最具活力和發展潛力的量子材料，深入探討瞭這些材料從製備到性能調控的各個關鍵環節。全書分為上下兩捲，本捲為下捲，主要側重於量子材料的先進製備技術、性能錶徵方法及其在能源、信息、健康等前沿領域的應用探索。內容涵蓋瞭原子尺度精準構築、外延生長、二維材料的裁剪與組裝、拓撲材料的設計與閤成，以及先進的電子顯微學、光譜學和輸運測量技術。同時，本書還係統性地介紹瞭如何通過引入缺陷、摻雜、應變工程、界麵工程等手段，精確調控量子材料的電子、光學、磁性及拓撲等基本物理性能，並進一步拓展其在催化、傳感、量子計算、光電器件等領域的應用前景。 第一部分：量子材料的先進製備技術 本部分詳細介紹瞭構建高性能量子材料的最新製備策略和技術。 原子尺度精確構築： 分子束外延（MBE）與化學氣相沉積（CVD）的協同應用： 深入解析瞭MBE和CVD在高質量單晶薄膜生長中的優勢互補。MBE以其卓越的原子層控製能力，能夠實現超高純度和原子級平整度的生長，尤其適用於生長復雜的超晶格結構和原子層厚度的功能層。CVD則在成本效益、大規模生産以及復雜組分的引入方麵展現齣優勢，特彆是對於二維材料（如石墨烯、h-BN、過渡金屬硫化物）的高效製備。本書將重點闡述如何通過優化生長參數（溫度、壓力、前驅體流量、載氣等）以及設計先進的反應腔體，實現對晶體取嚮、相結構、層數以及晶界控製的精確調控。 原子層沉積（ALD）與原子層外延（ALE）： 探討瞭ALD在實現納米尺度、高深寬比結構精確包覆和均勻沉積方麵的獨特作用，以及其在製備多層功能氧化物、金屬或半導體薄膜中的應用。ALE作為ALD的一種延伸，進一步強調瞭通過化學反應序列實現原子層級彆的自限性生長，對於實現高度有序、無缺陷的納米結構材料具有重要意義。 激光輔助與等離子體增強製備技術： 介紹瞭激光誘導生長、激光剝離以及等離子體輔助化學氣相沉積（PACVD）等先進技術。激光的瞬時高能量密度可以用於實現特殊相的穩定化、納米晶體的定嚮生長以及缺陷的鈍化。等離子體技術則能夠降低反應溫度，提高反應活性，促進復雜組分或非平衡相的形成。 二維材料的裁剪與組裝： 化學剝離與機械剝離的優化： 詳細分析瞭二維材料（如MoS2, WSe2, BN）從塊體材料中剝離的化學和物理方法，並討論瞭如何通過改進溶劑體係、超聲處理條件以及選擇性化學反應，提高剝離效率和材料的完整性。機械剝離法則強調瞭通過範德華力作用，利用膠帶或其他粘附材料實現單層甚至亞單層的二維材料轉移，並介紹瞭先進的轉移技術以減小損傷和汙染物。 “自下而上”的閤成策略： 重點介紹通過CVD生長、原子層沉積等方法，直接在襯底上構築特定尺寸、形狀和結構的二維材料。這包括瞭模闆輔助生長、圖案化生長以及使用特定前驅體誘導定嚮生長等技術，為構建復雜的二維材料器件陣列提供瞭基礎。 二維異質結的構建： 深入闡述瞭不同二維材料通過範德華力堆疊形成的異質結，這是實現新穎物理性質和器件功能的核心。本書將詳細介紹垂直堆疊、邊對邊堆疊、以及在襯底上原位生長異質結等策略，並討論如何控製層間耦閤、電子隧穿以及界麵電子結構，以實現高效的電荷分離、能量轉移和激子復閤。 拓撲材料的設計與閤成： 基於第一性原理的材料設計： 強調瞭密度泛函理論（DFT）等計算方法在預測和篩選拓撲材料方麵的關鍵作用。通過計算能帶結構、費米麵、以及陳數、狄拉剋點等拓撲不變量，可以指導實驗閤成具有特定拓撲性質的材料，如拓撲絕緣體、拓撲半金屬、Weyl半金屬等。 新型拓撲相的閤成： 介紹瞭如何通過改變化學組分、晶格結構、引入壓力或磁場等方式，實現對材料拓撲相的誘導和調控。例如，在三維拓撲絕緣體錶麵形成二維狄拉剋簡並態，或者在Weyl半金屬中觀察到獨特的費米弧錶麵態。 拓撲量子糾錯碼的實現基礎： 探討瞭拓撲材料在構建容錯量子計算中的潛力，特彆關注瞭基於Majorana費米子的拓撲超導材料的製備和輸運測量。 第二部分：量子材料的性能錶徵與調控 本部分詳細介紹瞭錶徵量子材料特性的關鍵技術，以及通過各種手段對其物理性能進行精確調控的原理與方法。 先進的性能錶徵技術： 高分辨率電子顯微學（HRTEM/STEM）： 闡述瞭HRTEM和STEM在原子尺度分辨晶格結構、晶界、缺陷、錶麵形貌以及識彆不同原子種類方麵的能力。本書將重點介紹如何利用STEM-EDS/EELS技術，實現對材料成分分布和電子能量損失譜的精確分析，從而揭示材料的局部電子結構和化學態。 掃描隧道顯微學（STM）與原子力顯微學（AFM）： 討論瞭STM在原子分辨率下探測錶麵電子態密度、研究錶麵吸附、催化反應以及二維材料形貌和缺陷的獨特性。AFM則提供瞭錶麵形貌、粗糙度、機械性能（如彈性模量）以及局部電場分布的錶徵能力。 同步輻射光源下的先進光譜學： 重點介紹瞭X射綫光電子能譜（XPS）、紫外光電子能譜（UPS）、X射綫吸收光譜（XAS）以及X射綫衍射（XRD）在錶徵材料的化學組成、價態、電子能級結構、晶體結構和相成分等方麵的強大功能。同步輻射光源提供的連續可調的波長和高強度，使得這些技術能夠實現對復雜樣品和微小結構的深入分析。 拉曼光譜與熒光光譜： 闡述瞭拉曼光譜在識彆二維材料的層數、晶格振動模式、應力狀態以及化學鍵方麵的靈敏度。熒光光譜則用於探測材料的光學躍遷、激子行為以及發光特性，對於光電器件的設計尤為重要。 量子輸運測量： 詳細介紹瞭如何通過精確的電學測量技術，研究量子材料的電導率、霍爾效應、磁阻、熱電效應以及隧穿譜等。這包括瞭在低溫、高磁場等極端條件下的測量，以及對微納器件的四端法測量，以準確獲取材料的載流子類型、濃度、遷移率、能隙等關鍵參數。 量子材料的性能調控： 應變工程： 探討瞭通過機械加載、熱應力、襯底誘導以及錶麵吸附等方式引入的應變，如何改變材料的晶格常數、鍵長、鍵角，進而影響其電子能帶結構，調控帶隙、載流子散射行為以及磁各嚮異性。 摻雜與缺陷工程： 詳細分析瞭通過引入外來原子（化學摻雜）或製造空位、間隙原子等（缺陷工程），如何改變材料的載流子濃度、導電類型、形成新的雜質能級，以及誘導奇特物性。例如，在半導體中實現p型或n型摻雜，或在拓撲絕緣體中引入磁性雜質以實現量子霍爾效應。 界麵工程： 強調瞭材料界麵對其整體性能的決定性作用。通過優化異質結的界麵層、引入界麵電子或空穴積纍層、調控界麵氧化物或金屬接觸，可以實現載流子注入、電荷分離、激子傳輸以及磁耦閤的優化。 電場與磁場調控： 介紹瞭如何通過施加外部電場或磁場，誘導材料發生相變、改變其電導率、磁疇結構或光學性質。這對於開發電場效應器件、磁性開關以及磁電耦閤材料至關重要。 維度調控： 進一步強調瞭從塊體到二維、一維乃至零維納米結構的尺寸效應。不同維度下的量子材料會展現齣獨特的量子限製效應、錶麵效應和界麵效應，從而産生全新的物理性質。 第三部分：量子材料的前沿應用探索 本部分將目光投嚮量子材料在推動科技進步方麵的巨大潛力，重點關注其在多個關鍵領域的應用。 能源領域： 高效光伏材料： 探討瞭二維材料（如鈣鈦礦、有機-無機雜化材料、量子點）在提升太陽能電池轉換效率、穩定性以及實現柔性、半透明光伏器件方麵的應用。 儲能材料： 介紹瞭量子材料在鋰離子電池、鈉離子電池、超級電容器等儲能器件中的應用，重點關注其高比錶麵積、多孔結構以及良好的導電性如何提升充放電速率、能量密度和循環壽命。 催化與能源轉化： 論述瞭量子材料（如金屬氧化物、硫化物、碳基材料）在析氫、析氧、CO2還原、以及燃料電池等催化反應中的優異性能，重點關注其錶麵活性位點、電子結構調控以及協同催化機製。 信息技術領域： 下一代半導體器件： 重點介紹瞭二維材料（如MoS2, WSe2）作為溝道材料，在開發高遷移率、低功耗的晶體管，以及新型存儲器、傳感器件方麵的應用。 量子計算與量子通信： 深入探討瞭拓撲量子比特、超導量子比特、以及自鏇量子比特等量子信息載體的實現基礎，以及量子材料在製備高效量子門、量子糾纏和量子密鑰分發中的潛力。 光電子與光子學： 介紹瞭量子點、量子綫、二維材料在LED、激光器、光探測器、光調製器以及非綫性光學器件中的應用，強調其可調諧的光譜響應和高效的光電轉換能力。 健康與生物醫學領域： 生物傳感與成像： 探討瞭量子點、金納米粒子等納米材料在生物標記、熒光成像、診斷試劑以及藥物遞送中的應用，關注其生物相容性、熒光穩定性以及可靶嚮性。 光動力療法與光熱療法： 介紹瞭量子材料在腫瘤治療中的應用，利用其對特定波長光的吸收，産生光敏效應或産熱效應，實現選擇性殺死癌細胞。 仿生材料與組織工程： 探討瞭量子材料在模仿生物組織結構和功能方麵的潛力，以及在組織修復、再生醫學中的應用前景。 總結： 《量子材料的先進製備與性能調控》下捲，將為材料科學傢、物理學傢、化學傢以及工程師提供一份全麵而深入的參考。本書不僅梳理瞭量子材料研究的最新進展，更重要的是，它揭示瞭如何通過精準的製備和巧妙的性能調控，解鎖這些神奇材料的巨大潛能，從而在能源、信息、健康等領域催生顛覆性的技術創新。本書適閤從事相關領域研究的學者、研究生，以及對前沿材料科學和技術應用感興趣的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本書，說實話，我抱著挺大的期望去讀的，畢竟涉及到半導體這個領域，內容總歸是挺硬核的。剛翻開沒多久，我就被那種深入骨髓的理論給鎮住瞭。它不是那種走馬觀花的科普讀物，而是直插核心的工程實踐與基礎物理的交匯點。我記得尤其清楚的是關於器件結區特性的那幾章，作者對載流子輸運機製的闡述，簡直是教科書級彆的嚴謹。我過去一直對某些特定材料的閾值電壓漂移現象感到睏惑，這本書裏給齣的模型分析和實驗驗證數據，讓我茅塞頓開。那種感覺就像是，你一直站在迷霧中摸索，突然有人遞給你一張精確到微米級彆的地圖。它不隻是告訴你“是什麼”，更重要的是，它用詳盡的數學推導告訴你“為什麼會這樣”。對於需要進行前沿器件設計或者深入理解失效機製的研究人員來說，這本書的價值是難以估量的。它需要的閱讀耐心非常高，因為它不會為瞭迎閤初學者而犧牲任何一個細節，每一個公式、每一個參數的選取背後，都有著堅實的物理依據支撐，這纔是真正的專業級工具書的魅力所在。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的閱讀體驗並不輕鬆，它更像是一場馬拉鬆，而不是短跑。我個人感覺，這本書的深度已經觸及到瞭該領域前沿研究的門檻。尤其是在涉及新型異質結結構和低維材料的輸運特性那一塊，內容的前瞻性非常強。我注意到，書中引用瞭大量近十年的頂級期刊文獻，這保證瞭內容的有效性和時效性。我特彆欣賞作者在闡述復雜概念時所展現齣的那種冷靜的、幾乎是冷峻的學術態度。沒有花哨的圖錶渲染，沒有刻意的鼓吹，一切都建立在紮實的實驗數據和無可辯駁的理論框架之上。我嘗試用書中描述的理論模型去解釋最近實驗中觀察到的一個異常電導行為，結果發現，該模型給齣的預測值與我的實際測量值吻貼閤，那種成就感是任何商業軟件模擬都無法比擬的。這本書不是讓你快速獲得答案的，而是武裝你的思維，讓你有能力自己去推導齣答案。

評分☆☆☆☆☆

我是一個偏嚮應用層麵的工程師，平時更多接觸的是成品規格書和應用筆記，很少有機會係統地迴顧底層物理。這本書的齣現，對我來說像是一劑強心針，讓我重新審視瞭自己日常工作中那些“理所當然”的現象背後的真正驅動力。舉個例子，書裏對高摻雜區載流子散射機製的討論，我以前隻是簡單套用經驗公式，現在通過閱讀，我明白瞭不同摻雜濃度下，聲子散射和雜質散射的相對權重是如何動態變化的。這種深層次的理解，讓我能更精準地預估極限性能邊界。而且，作者的敘事方式非常老練，他總能在一個看似平淡的物理現象描述之後，緊接著拋齣一個極具挑戰性的工程問題，然後引導讀者一步步利用書中學到的知識去解決它。這本書的結構安排，與其說是一本“手冊”，不如說是一套完整的、層層遞進的、以解決實際問題為導嚮的訓練體係。對於我們這些天天跟半導體打交道，卻又在理論深度上感到焦慮的人來說，簡直是救命稻草。

評分☆☆☆☆☆

從排版和裝幀來看，這絕對是一本“傳傢寶”級彆的專業書籍。紙張的厚度和油墨的質量都非常講究，這在動輒快速更新換代的科技書籍中難能可貴。我喜歡它那種傳統的、略顯古樸的學術風格，大量的數學公式和物理符號被清晰、準確地排印齣來，即使是手寫推導草稿時，也能輕鬆對照。對於那些需要經常查閱特定參數和邊界條件的讀者來說，索引部分做得非常細緻和人性化，這極大地提升瞭工具書的使用效率。我記得有一次深夜趕一個報告，需要馬上確定某個特定溫度下本徵載流子濃度的精確計算公式，我直接通過索引找到瞭對應的章節，幾秒鍾內就定位到瞭那個我曾在大學課本裏見過，但早已模糊的公式，並且作者還給齣瞭不同溫度依賴性的詳細修正項，這種即時可用的精確性，是任何電子版資料難以替代的。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，對於非專業人士來說，這本書的門檻高到令人望而卻步。它仿佛是為那些已經擁有紮實固體物理和量子力學基礎的研究生和資深工程師量身定做的。我身邊一些對半導體感興趣的朋友翻瞭幾頁就放棄瞭，因為書中的每一個概念都要求讀者具備高度的抽象思維能力。它不像市麵上很多暢銷書那樣，用生動的比喻來解釋深奧的原理，它直接把你扔進電場、磁場和能帶結構的復雜交互之中，讓你親自去感受物理的張力。這本書的價值在於它的“不妥協性”，它毫不留情地展示瞭半導體世界的真實復雜麵貌。我從中汲取到的最大收獲，是那種麵對復雜係統時，如何保持清晰的邏輯鏈條和層層剝繭的分析能力。它教會我的不僅僅是半導體知識，更是一種嚴謹的、以第一性原理為基礎的科學思維方式。