半導體材料和器件的激光輻照效應 9787118101843 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陸啓生 著

圖書標籤:

• 半導體材料
• 激光輻照
• 器件效應
• 材料科學
• 電子工程
• 物理學
• 半導體物理
• 激光技術
• 輻照效應
• 微電子學

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118101843

商品編碼：29720444843

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2015-12-01

圖書基本信息
圖書名稱	半導體材料和器件的激光輻照效應	作者	陸啓生
定價	98.00元	齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118101843	齣版日期	2015-12-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝-膠訂
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

本書針對的讀者群體是在相應領域裏從事科學技術研究的研究生和相關的科研工作者。

作者簡介

目錄

章 半導體材料的基本特性 1.1 半導體內電子能態 1.2 金屬、半導體和絕緣體的能帶結構 1.3 半導體內載流子的有(等)效質量與遷移率 1.4 半導體材料內電子和聲子的統計特性 1.4.1 電子和聲子的統計分布函數 1.4.2 費米子的統計特性 1.4.3 玻色子的統計特性 1.5 熱容 1.5.1 聲子對熱容的貢獻 1.5.2 半導體中傳導電子對熱容的貢獻 1.5.3 半導體材料的總熱容 1.6 熱膨脹 1.7 熱傳遞 1.7.1 熱傳導 1.7.2 熱對流 1.7.3 熱輻射 1.8 熱學參數的尺度效應 1.8.1 熱容的尺度效應 1.8.2 熱傳遞的尺度效應 1.9 半導體中離子擴散與晶體熔化 1.9.1 半導體中離子擴散 1.9.2 半導體材料的熔化 參考文獻 第2章 激光在半導體材料中的傳播 2.1 光在半導體中傳播的一般規律 2.2 介質在電磁場中的極化 2.3 光與半導體材料耦閤的量子力學敘述 2.4 半導體材料的極化率張量 2.5 半導體材料中極化電磁波的色散關係 2.6 極化激元波在半導體材料中的傳播 2.7 光在半導體內等離子體中的傳播 2.8 光與半導體內激子的耦閤 2.9 半導體內錶麵極化激元和錶麵等離子體激元波的傳播 參考文獻 第3章 激光在半導體材料中的吸收與弛豫 3.1 激光在半導體材料中的綫性吸收 3.1.1 電子的綫性吸收 3.1.2 半導體材料中等離子體對激光的吸收 3.1.3 激子對激光的吸收 3.1.4 晶格對激光的綫性吸收 3.1.5 選擇定則 3.2 半導體材料對激光的非綫性吸收 3.2.1 多光子過程 3.2.2 受激拉曼散射 3.2.3 受激布裏淵散射 3.3 激光施加給半導體的基本作用力 3.3.1 激光場與帶電粒子的相互作用力 3.3.2 激光場引起的電緻伸縮力 3.3.3 輻射壓力 3.3.4 有質動力 3.4 吸收的激光能量在半導體材料內的弛豫 3.4.1 電子與聲子相互作用引起的弛豫過程 3.4.2 電子與電子相互作用的弛豫過程 3.4.3 聲子與聲子相互作用的弛豫過程 3.5 載流子的復閤與弛豫 3.5.1 載流子的直接復閤與産生 3.5.2 載流子的級聯(復閤中心)復閤 3.5.3 載流子的輻射復閤與溫度和輻射場的關係 參考文獻 第4章 半導體中的載流子輸運 4.1 玻耳茲曼方程 4.1.1 玻耳茲曼方程 4.1.2 弛豫時間近似 4.2 能量平衡模型 4.2.1 主要物理量的數學錶述 4.2.2 能量平衡模型的數學錶述 4.3 漂移一擴散模型 4.4 漂移擴散模型的數值解法 4.4.1 基本方程 4.4.2 邊界條件 4.4.3 穩態分析 4.4.4 瞬態計算 參考文獻 第5章 單元光電器件的激光輻照效應 5.1 光導型探測器的工作原理 5.1.1 光電導的激發機製 5.1.2 光導型探測器的工作模式 5.2 光伏型探測器工作原理 5.2.1 熱平衡狀態下的PN結 5.2.2 PN結的電學響應 5.2.3 PN結的光學響應 5.3 光電探測器的光學飽和效應 5.3.1 光導型探測器的光學飽和效應 5.3.2 光伏型探測器的光學飽和效應 5.4 激光輻照光電探測器的溫度效應 5.4.1 探測器結構對探測器溫度變化的影響 5.4.2 光導型探測器中的溫升效應 5.4.3 光伏型探測器中溫升對信號的影響 5.5 波段外激光輻照光電探測器的響應機理 5.5.1 光導型探測器對波段外激光的響應機理 5.5.2 光伏型探測器對波段外激光的響應機理 5.6 單元光電探測器的激光損傷機理 5.6.1 連續激光對單元光電探測器的緻損機理 參考文獻 第6章 激光與陣列光電器件相互作用 6.1 可見光CCD成像器件的工作原理 6.1.1 CCD的單元結構及其功能 6.1.2 典型可見光CCD成像器件 6.1.3 CDS技術及A／D轉換簡介 6.2 可見光CCD的激光緻眩效應與機理 6.2.1 基本激光緻眩效應 6.2.2 特殊激光緻眩效應 6.3 激光對CCD器件的損傷效應 6.3.1 脈衝激光對CCD損傷的一般過程 6.3.2 脈衝激光對CCD的損傷機理 6.3.3 脈衝激光對CCD材料的損傷 參考文獻 第7章 激光對半導體材料的熱和力學損傷 7.1 連續激光輻照半導體材料引起的熱和力學損傷 7.2 脈衝激光輻照半導體材料引起的熱和力學損傷 7.2.1 脈衝激光對矽的熱和力學損傷 7.2.2 脈衝激光對砷化鎵的熱和力學損傷 7.2.3 脈衝激光對碲鎘汞的熱和力學損傷 7.2.4 脈衝激光對銻化銦的熱和力學損傷 7.2.5 脈衝激光對其他半導體材料的熱和力學損傷 7.2.6 脈衝激光輻照半導體材料産生的周期狀波紋 7.3 激光輻照半導體材料熱效應的基本方程 7.3.1 熱傳導基本方程 7.3.2 激光輻照半導體材料引起的熔化和汽化 7.3.3 非傅裏葉熱傳導簡介 7.4 激光輻照半導體材料力學效應的基本方程 7.4.1 熱彈性力學基本方程 7.4.2 激光輻照下半導體錶麵劇烈汽化的力學效應 7.5 超短脈衝激光輻照半導體材料引起的熱和力學損傷 7.5.1 超短脈衝激光對矽的熱和力學損傷 7.5.2 超短脈衝激光輻照其他半導體材料産生的熱和力學損傷 7.5.3 超短脈衝激光輻照半導體材料産生的周期狀波紋 7.6 超短脈衝激光損傷半導體材料的理論模型簡介 7.6.1 超短脈衝激光對半導體材料的損傷模型 7.6.2 超短脈衝激光輻照下半導體材料的超快動力學響應 參考文獻 附錄A 非各嚮同性介質中介電張量與摺射率 附錄B 特殊函數 附錄C 一些積分錶達式的計算 附錄D 能量平衡模型中主要物理量的推導 附錄E 式(4—102)的推導 附錄F CCD輸齣波形參考電壓值的推導 附錄G 體溝道CCD包含信號電荷狀態的一維解析模型 附錄H 重頻激光引起CCD視頻圖像中次光斑漂移運動規律 附錄I 動態電子快門中主光斑振蕩與穩定的條件分析

編輯推薦

文摘

序言

《量子糾纏在通信加密中的應用》 內容簡介 本書深入探討瞭量子糾纏這一引人入勝的量子力學現象，及其在現代通信加密領域的革命性應用。我們將從量子糾纏的基本概念齣發，循序漸進地解析其獨特的性質，並重點闡述如何利用這些性質構建齣前所未有的安全加密通信協議。本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的視角，理解量子糾纏的原理，並洞察其在構建下一代安全通信係統中的巨大潛力。 第一章：量子糾纏的基本原理 在本章中，我們將首先迴顧量子力學的基本概念，包括量子態、疊加態和測量等。隨後，我們將著重介紹量子糾纏的定義，闡釋兩個或多個量子係統如何通過一種特殊的關聯性聯係在一起，以至於它們的量子態無法獨立描述，而必須作為一個整體來描述。我們將通過分析貝爾不等式及其違背，來清晰地展示量子糾纏的非定域性，即糾纏粒子之間似乎存在的“幽靈般的超距作用”。我們將介紹量子糾纏的幾種常見製備方法，例如通過非綫性光學晶體産生糾纏光子對，或者利用超導量子比特等。此外，我們將討論量子糾纏的幾個關鍵特性，如糾纏度量，以及其脆弱性，即容易受到環境噪聲的影響而發生退相乾。本章將以深入淺齣的方式，為後續的加密應用奠定堅實的理論基礎。 第二章：量子密鑰分發（QKD）的理論基礎與實現 本章將聚焦於利用量子糾纏最直接也是最成功的應用之一——量子密鑰分發（QKD）。我們將詳細介紹基於糾纏的QKD協議，如E91協議。E91協議利用糾纏光子對的關聯性來生成和分發共享密鑰。發送方（Alice）和接收方（Bob）分彆測量各自接收到的糾纏光子，並通過比對測量基和測量結果來構建一個隨機的密鑰序列。關鍵在於，任何竊聽者（Eve）試圖竊取密鑰的企圖都會不可避免地乾擾糾纏態，從而被Alice和Bob及時發現。我們將深入分析E91協議的安全證明，闡述其信息論安全的原理，即一旦密鑰泄露，竊聽者將無法在不被察覺的情況下獲得任何有效信息。 除瞭E91協議，我們還將介紹其他一些基於糾纏的QKD方案，並對比它們的優缺點，例如對信道噪聲的容忍度、密鑰生成速率等。本章還將探討實際實現QKD係統時麵臨的技術挑戰，包括高品質糾纏源的製備、高效率探測器的選擇、長距離傳輸損耗的補償等。我們將介紹當前QKD技術的發展現狀，包括商用QKD設備和已完成的實驗性網絡部署。 第三章：利用量子糾纏進行安全的量子態隱形傳輸 量子態隱形傳輸（Quantum Teleportation）是利用量子糾纏實現遠程量子信息傳遞的核心技術，也是構建未來量子網絡的重要基石。本章將深入解析量子態隱形傳輸的原理，並探討其在通信加密領域的潛在應用。我們將詳細闡述基於糾纏的量子態隱形傳輸協議，解釋其如何通過預共享的糾纏對以及經典通信信道，將一個未知量子態從一個地點無損地傳輸到另一個地點，而無需在傳輸過程中直接物理地移動該量子態本身。 我們將重點分析量子態隱形傳輸在通信加密中的意義：它能夠實現信息的“復製”和“傳輸”，但由於遵循量子力學的不可剋隆定理，它並不能用於復製一個已知的密鑰，因此它本身並不是一種加密方法。然而，量子態隱形傳輸可以作為更復雜的量子通信協議的基礎，例如，在分布式量子計算中，它允許在不同量子處理器之間傳輸量子比特，從而實現更加強大的計算能力，這些能力在某種程度上可以提升密碼學的安全性。我們還將討論如何利用量子態隱形傳輸來構建安全的量子中繼器，剋服遠距離量子通信的損耗問題，從而擴展QKD的安全通信範圍。 第四章：量子糾纏在安全多方計算中的應用探索 安全多方計算（Secure Multi-Party Computation, SMPC）允許多個參與方在不泄露各自私有輸入的情況下，共同完成一個計算任務。本章將探討如何利用量子糾纏的特性來增強SMPC的安全性，並實現更加高效的 SMPC 協議。我們將介紹一些基於量子糾纏的SMPC協議的思路。例如，利用糾纏態的非定域性和測量結果的關聯性，可以設計齣能夠抵抗某些特定攻擊的SMPC協議。 我們會分析量子糾纏如何能夠提供一種“隱蔽的”計算過程，使得參與方在不直接共享數據的情況下，通過對糾纏態進行聯閤測量來實現計算。我們將討論量子糾纏在提供“無偏見”的隨機數生成方麵的作用，這對於提高SMPC協議的安全性至關重要。此外，我們還將探討量子糾纏在實現“秘密共享”和“安全驗證”等SMPC子任務中的潛力。本章將為讀者揭示量子糾纏在超越傳統加密範疇，實現更高級彆信息安全保障方麵的廣闊前景。 第五章：量子糾纏在後量子密碼學與安全通信的融閤 盡管量子計算機的齣現對當前的公鑰密碼體係構成瞭嚴重威脅，但量子糾纏本身並非萬能的“量子密鑰”。本章將探討量子糾纏技術如何與後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography, PQC）相結閤，共同構建一個更加健壯和全麵的安全通信框架。我們將分析現有QKD協議在麵對更高級彆攻擊，或在特定場景下的局限性，例如，其對硬件安全性的依賴。 我們將討論如何利用量子糾纏來增強後量子密碼學算法的安全性，例如，在分布式密鑰管理中，可以利用量子糾纏來提供更加安全和可信的密鑰分發機製，從而減少對基於數學難題的後量子公鑰算法的過度依賴。我們還將探討如何構建“量子安全”的網絡，即融閤瞭QKD和PQC的混閤安全通信方案。這種方案能夠提供信息論安全的密鑰分發，並輔以能夠抵抗量子計算機破解的經典加密算法，從而在未來實現更長期的信息安全保障。本章將展望量子糾纏技術在未來通信安全領域的發展方嚮，以及其在應對不斷演進的安全威脅中的關鍵作用。 第六章：量子糾纏技術的未來展望與挑戰 在最後一章，我們將對量子糾纏在通信加密領域的未來發展進行展望，並深入分析當前所麵臨的挑戰。我們將討論量子糾纏技術在實現全球化量子通信網絡、構建安全的量子互聯網等宏大願景中的核心地位。我們將深入探討技術層麵和理論層麵的挑戰，例如，如何提高糾纏分發速率和糾纏純度，如何實現穩定可靠的長距離量子通信，如何開發更具魯棒性的量子器件以抵抗環境噪聲。 同時，我們也將關注量子糾纏技術在實際應用中可能麵臨的標準化、成本效益以及網絡安全協議的兼容性等問題。本章將鼓勵讀者思考量子糾纏技術在未來的發展方嚮，並鼓勵進一步的研究和探索，以期早日實現量子糾纏在保障人類信息安全方麵 the full potential。 總結 《量子糾纏在通信加密中的應用》一書，通過對量子糾纏的深入剖析，係統地闡述瞭其在量子密鑰分發、量子態隱形傳輸、安全多方計算以及與後量子密碼學的融閤等方麵的廣泛應用。本書不僅提供瞭紮實的理論基礎，也展現瞭量子糾纏技術在構建下一代安全通信係統中的革命性潛力。本書內容翔實，邏輯嚴謹，旨在為量子信息科學、通信工程、密碼學等領域的科研人員、工程師及高等院校師生提供一份寶貴的參考資料，共同探索信息安全的新邊界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度令人嘆為觀止，尤其是在前沿交叉領域的研究方麵，展現瞭作者卓越的洞察力。它不僅關注瞭傳統的損傷和缺陷産生機製，還大篇幅地探討瞭激光誘導的相變和薄膜生長——這已經觸及到納米加工和量子結構構建的範疇瞭。我印象最深的是關於“激光誘導的錶麵等離子體共振”在增強光電轉換效率中的應用分析。作者非常清晰地闡述瞭如何通過調控激光的入射角和偏振態，精確控製錶麵等離子體的激發錶徵，進而實現對光吸收和載流子分離效率的優化。這已經不再是單純的“輻照效應”研究，而是上升到瞭“光子學設計”的高度。這本書無疑為我未來在光電器件設計上的創新思路提供瞭堅實的理論基礎，它打開瞭一個看待半導體材料的新視角：材料不再是靜態的，而是可以在激光的作用下，被“編程”齣所需的特定功能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格有一種獨特的節奏感，它不像某些譯著那樣生硬晦澀，而是帶著一種歐洲科學界特有的嚴謹和清晰的條理性。作者在處理復雜的物理模型時，總是會先用通俗但精確的語言勾勒齣核心概念，然後再逐步引入數學推導。我特彆喜歡它在討論器件性能退化時所采用的對比分析法。比如，它對比瞭不同摻雜濃度下的矽基材料在相同激光通量下的失效模式，清晰地展示瞭雜質能級在光熱效應中的“助推”作用。這種橫嚮和縱嚮的對比分析，使得原本抽象的材料科學問題變得具體可感。更難得的是，書中還穿插瞭一些曆史性的迴顧，追溯瞭激光與半導體研究從早期的光電導效應到如今高功率激光加工的發展脈絡，讓人在學習前沿知識的同時，也能感受到科學探索的演變過程，這種厚重感和曆史感是其他同類書籍難以企及的。

評分☆☆☆☆☆

如果說市麵上大部分專業書籍是“工具書”，那麼這本《半導體材料和器件的激光輻照效應》更像是一部“哲學著作”，因為它引導讀者去思考材料在極端條件下的本質屬性。我特彆欣賞其中關於不確定性和隨機性的討論。作者坦誠地指齣瞭，即使在高度受控的實驗條件下，激光輻照導緻的微觀事件仍然具有一定的隨機性，並探討瞭如何用統計物理的方法去擬閤這些宏觀錶現。這種對科學局限性的坦誠，反而增強瞭這本書的可信度。此外，書中對未來研究方嚮的展望也極具前瞻性，比如對深紫外和軟X射綫激光在新型量子點材料刻蝕中的潛力分析，非常引人入勝。讀完這本書，我不僅獲得瞭大量的專業知識，更重要的是，我的科學研究心態得到瞭極大的錘煉，學會瞭如何在復雜係統中尋找規律，如何用更審慎的態度對待實驗結果。這是一部值得反復研讀的經典之作。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體材料和器件的激光輻照效應》的書，光是看到書名就讓人感到一種深邃的物理魅力。我最近一直在探索半導體領域的前沿課題，尤其是如何利用激光這種高精度、高能量的工具去調控材料的微觀結構和宏觀性能。這本書的封麵設計很樸實，沒有太多花哨的圖錶，反而給人一種嚴謹、紮實的學術氣息。我剛翻開第一章，就被作者對激光與半導體相互作用機理的深入剖析所吸引。那種從基礎的量子力學層麵齣發，逐步過渡到光子在晶格中激發電子、産生缺陷，乃至改變能帶結構的邏輯推演，簡直是一場思維的盛宴。它不僅僅是羅列公式和實驗數據，更重要的是構建瞭一個完整的理論框架，讓讀者能清晰地理解“為什麼”會發生這些變化。特彆是其中關於飛秒激光在超快過程中的應用，描述得非常細緻，讓我對瞬間發生的物理過程有瞭更直觀的認識。這本書的深度，絕對不是入門級的科普讀物可以比擬的，它更像是為專業研究人員準備的一份詳盡的“工具箱”和“思想指南”。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書在實驗方法的詳述上，簡直做到瞭教科書級彆的細緻入微。我一直對如何準確測量激光輻照後的材料參數感到頭疼，很多文獻都是一筆帶過實驗細節。但這本書不同，它花瞭大量的篇幅去介紹各種先進的錶徵技術，比如時間分辨光譜學、原子力顯微鏡（AFM）的特殊應用模式，以及同步輻射光源在光緻損傷研究中的獨特優勢。作者似乎親身參與瞭這些實驗的每一步，對實驗中可能齣現的係統誤差、溫度效應的補償措施都進行瞭詳盡的討論。這對於我們這些在實驗室裏摸爬滾打的研究生來說，簡直是雪中送炭。我尤其欣賞它對“可重復性”的強調，指齣瞭很多文獻中常被忽略的激光脈衝質量對結果一緻性的決定性影響。讀完相關章節，我感覺自己仿佛完成瞭一次高水平的“虛擬實驗”，對如何設計一個嚴謹的激光輻照實驗方案有瞭脫胎換骨的理解。這本書的實用性遠遠超齣瞭我的預期。