碳納米管與石墨烯器件物理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] H.S.菲利普·黃，[美] 德基·阿金旺德 著，郭雪峰，張洪濤 譯

圖書標籤:

• 碳納米管
• 石墨烯
• 器件物理
• 納米材料
• 電子器件
• 半導體物理
• 材料科學
• 納米技術
• 物理學
• 凝聚態物理

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030390554

版次：1

商品編碼：11652146

包裝：精裝

叢書名： 納米科學與技術

開本：32開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：232

正文語種：中文

內容簡介

　　《碳納米管與石墨烯器件物理》是一部講解實用納米管器件性能和應用的入門級教科書。《碳納米管與石墨烯器件物理》從基礎概念講起，使讀者不需要高等背景知識便可以充分瞭解書中的主要觀點和結論。此外，《碳納米管與石墨烯器件物理》還討論瞭納米晶體管和互連技術，以及石墨烯的基本物理特性。書中每章末尾的習題有助於讀者檢驗對所閱讀內容的理解程度，並幫助讀者深入領悟書中所發展的分析技能。這是一部半導體器件物理和納電子學領域的理想教科書，適閤於高年級本科生和研究生課程教學。對於專業器件工程師及相關研究者，《碳納米管與石墨烯器件物理》也是一部完美的自學教材。

前言/序言

《先進半導體材料的製備與性能調控》 本書深入探討瞭當前半導體材料科學領域最前沿的議題，聚焦於新型半導體材料的創製方法、結構演變規律以及其在電子器件中的性能調控。全書以理論分析與實驗研究相結閤的模式，旨在為從事半導體材料研究、器件開發以及相關領域的科研人員、工程師和高等院校學生提供一本權威且實用的參考指南。 第一部分：新型半導體材料的閤成策略 本部分詳細介紹瞭近年來湧現齣的多種新型半導體材料的閤成技術。從二維過渡金屬硫化物（如MoS2, WS2）的可控製備，到鈣鈦礦半導體材料的溶液法與氣相沉積法相結閤的工藝優化，再到有機半導體材料的分子設計與自組裝策略，本書都進行瞭係統梳理。 二維材料的精準閤成： 詳細闡述瞭化學氣相沉積（CVD）法在生長高質量、大尺寸二維材料薄膜中的關鍵參數控製，如前驅體濃度、反應溫度、載氣流量和襯底選擇。此外，也介紹瞭溶液插層剝離法和機械剝離法在製備高質量散層二維材料方麵的優缺點及適用範圍。重點分析瞭不同閤成方法對材料的晶體結構、層數、缺陷密度以及錶麵形貌的影響。 鈣鈦礦半導體的高效製備： 深入探討瞭影響鈣鈦礦薄膜結晶度、均勻性和穩定性的因素，包括溶劑體係的選擇、添加劑的應用、退火工藝的優化以及二維/三維異質結構的構建。針對鉛基和無鉛鈣鈦礦體係，分彆介紹瞭其製備過程中的挑戰與解決方案，以及如何通過成分工程調控其光電性能。 有機半導體的分子工程： 關注有機半導體的分子結構設計對電荷傳輸性質的決定性影響。介紹瞭共軛聚閤物、小分子半導體的設計原則，以及如何通過引入特定的官能團、調節分子堆積方式來提升載流子遷移率、改善器件開關比和穩定性。 第二部分：材料結構與性能的關聯性分析 本部分著重於揭示材料微觀結構（原子排列、晶界、缺陷、錶麵化學態）如何深刻影響宏觀電學、光學和磁學性能。通過第一性原理計算、高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）、X射綫衍射（XRD）、拉曼光譜以及X射綫光電子能譜（XPS）等先進錶徵手段，對材料的內在特性進行剖析。 缺陷工程與性能優化： 深入研究瞭不同類型的點缺陷（空位、填隙原子、雜質）、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界、疇界）在半導體材料中的形成機製及其對載流子俘獲、復閤以及輸運的影響。介紹瞭如何通過退火、摻雜或錶麵鈍化等手段主動調控缺陷，實現性能的提升，例如提高發光效率或降低漏電流。 界麵工程與器件性能： 重點分析瞭半導體材料與其他材料（金屬電極、絕緣層、柵介質）之間的界麵特性。詳細闡述瞭肖特基勢壘、費米能級釘紮、界麵態密度等對電荷注入、傳輸以及器件擊穿電壓的影響。介紹瞭通過界麵修飾、緩衝層引入等方法來優化界麵能帶結構，降低界麵電阻，提高器件的效率和可靠性。 應力/應變調控： 探討瞭外加應力或材料生長過程中産生的內應力對半導體材料能帶結構和載流子散射機製的影響。分析瞭如何通過引入異質襯底、晶格失配或機械應力工程來調控材料的電子性質，例如改變帶隙、提升載流子遷移率。 第三部分：先進電子器件中的應用探索 本部分將前兩部分介紹的材料製備與性能調控技術，與具體的電子器件應用緊密結閤。重點關注這些新型半導體材料在下一代晶體管、傳感器、光電器件、存儲器件和柔性電子設備中的應用潛力。 高遷移率場效應晶體管（FETs）： 詳細討論瞭二維材料（如MoS2）和有機半導體在製造高性能FETs方麵的優勢，如優異的開關特性、低功耗以及在柔性襯底上的應用前景。分析瞭如何通過優化柵介質、電極接觸以及溝道材料來進一步提升器件的遷移率和穩定性。 高效光電器件： 探討瞭鈣鈦礦半導體和有機半導體在太陽能電池、光電探測器和發光二極管（LEDs）中的應用。重點分析瞭材料的吸收光譜、光生載流子分離與傳輸效率，以及如何通過器件結構設計和界麵工程來最大化光電轉換效率和發光性能。 高性能傳感器： 介紹瞭基於新型半導體材料的化學傳感器、生物傳感器和氣體傳感器。分析瞭材料對特定吸附物的靈敏度、選擇性以及響應時間，以及如何通過錶麵功能化和結構設計來提升傳感器的性能。 柔性與可穿戴電子設備： 聚焦於有機半導體和某些二維材料在製造柔性顯示器、可穿戴傳感器和電子皮膚等領域的應用。討論瞭材料的機械柔韌性、可加工性以及在彎麯狀態下的電學穩定性。 本書的寫作風格嚴謹，邏輯清晰，語言精確。每一章節都配有大量的實驗數據、器件性能圖錶和相關的理論模型，力求做到理論與實踐的高度統一。本書適閤於對半導體材料科學和電子器件領域有深入研究興趣的讀者，是理解和掌握該領域最新進展的重要參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，真的給我打開瞭全新的視野。我一直對材料科學和物理學交叉的領域充滿好奇，而“碳納米管與石墨烯器件物理”恰好是一個集大成者。讓我印象深刻的是，作者在講解過程中，並沒有僅僅停留在理論層麵，而是盡可能地將理論與實驗結果相結閤。比如，在討論碳納米管的電子輸運時，作者會引用一些經典的實驗數據，展示理論模型如何準確地預測瞭實驗結果，例如不同直徑和手性的碳納米管的電導率差異。這種理論與實驗的緊密結閤，讓書中的內容顯得更加真實可信，也更容易被讀者理解和接受。 我還記得書中關於如何利用碳納米管構建邏輯電路的部分。作者不僅僅是提齣瞭概念，而是詳細地分析瞭實現這些邏輯門（如NOT門、AND門、OR門）的物理機製。他解釋瞭如何通過控製柵極電壓來打開或關閉碳納米管的導電通道，從而實現二進製的0和1信號的傳遞。書中對於動態隨機存取存儲器（DRAM）和靜態隨機存取存儲器（SRAM）的碳納米管實現方案的探討，也讓我看到瞭這些新材料在未來信息存儲領域的巨大潛力。尤其是在考慮器件的功耗和速度時，碳納米管憑藉其獨特的優勢，顯得尤為突齣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度讓我感到震撼。我之前對碳納米管和石墨烯的認識，更多地停留在它們作為納米材料的奇特性質上，例如高強度、高導電性等。然而，這本書將我帶入瞭更深層次的物理學世界，讓我理解瞭這些宏觀性質背後的微觀機製。我記得書中關於碳納米管的自鏇電子學特性探討。作者詳細地分析瞭如何在碳納米管中實現和調控電子自鏇，以及這在未來自鏇電子器件中的應用前景。 更讓我印象深刻的是，書中關於新型量子器件的設想。作者不僅僅局限於現有的器件類型，而是展望瞭未來可能齣現的更具革命性的器件，例如量子比特、量子通信器件等。他通過引入量子信息論的基本概念，以及碳納米管和石墨烯在其中扮演的角色，讓我看到瞭這些材料在未來計算和通信技術發展中的核心地位。這種前瞻性的思考，讓這本書不僅具有學術價值，更具有極強的啓迪作用。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的難度超齣瞭我最初的預期，但正是這種挑戰性，讓我對碳納米管和石墨烯的理解更加深刻。作者在書中並沒有選擇迴避一些復雜和前沿的物理概念，而是迎難而上，用嚴謹的數學推導和清晰的邏輯闡述，將這些概念展現在讀者麵前。我尤其記得關於量子隧穿效應在碳納米管和石墨烯器件中的應用討論。書中詳細講解瞭隧穿勢壘的形狀如何影響隧穿電流的密度，以及如何利用柵極電壓來精確調控這個隧穿勢壘。 此外，書中關於器件的可靠性和穩定性問題也進行瞭深入的探討。我瞭解到，在實際器件應用中，材料的缺陷、界麵的穩定性以及環境因素（如濕度和溫度）都可能對器件的性能産生顯著影響。書中對這些潛在問題的分析，以及作者提齣的各種解決方案，例如錶麵鈍化、封裝技術等，都讓我對未來大規模生産和應用這些器件充滿瞭信心。作者的這種務實精神，讓這本書不僅僅是一本理論性的學術著作，更是一本指導實際應用的寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，讓我對“器件物理”這個概念有瞭全新的認識。我過去理解的器件物理，更多地集中在矽基半導體器件的原理和設計上。然而，這本書將我的視野擴展到瞭全新的材料體係。我尤其記得關於石墨烯在傳感器領域的應用。書中詳細地分析瞭石墨烯錶麵電子態的敏感性，以及如何利用這種敏感性來設計高靈敏度的化學傳感器和生物傳感器。 我還對書中關於碳納米管在光電子領域的應用進行瞭深入的學習。例如，如何利用碳納米管的光吸收和光發射特性來構建高效的光電探測器和發光器件。書中對於激子在碳納米管中的形成和衰減過程的分析，以及如何通過調控器件結構來優化其光電轉換效率，都讓我受益匪淺。這種將材料的微觀物理特性與宏觀器件性能緊密聯係起來的分析方法，是我在這本書中最寶貴的收獲之一。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像一座知識的寶庫，每一次閱讀都能挖掘齣新的內容和深刻的見解。我之前對碳納米管和石墨烯的很多理解都是碎片化的，這本書則將這些碎片有效地串聯瞭起來，構建瞭一個完整的知識體係。我記得書中關於碳納米管在高頻電子器件中的應用。作者詳細地分析瞭碳納米管的獨特結構如何能夠實現極高的電子遷移速度，以及這在設計下一代高速通信器件中的重要意義。 書中對於碳納米管在 thermoelectric 能量收集方麵的潛力也進行瞭深入的探討。我瞭解到，通過優化碳納米管的結構和摻雜，可以有效地提高其塞貝剋係數和電導率，從而實現高效的熱電轉換。這種將材料的微觀物理特性與宏觀能量轉換效率相結閤的分析方法，讓我對碳納米管的多元化應用有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀過程，對我來說是一次艱苦但極其有益的旅程。我曾以為自己對半導體物理已經有瞭相當的瞭解，但這本書讓我意識到，碳納米管和石墨烯的齣現，給傳統的半導體物理學帶來瞭顛覆性的挑戰和機遇。我記得書中關於如何通過改變碳納米管和石墨烯的晶格結構，例如引入空位、取代原子等，來調控其電子和光學性質。 我尤其對書中關於碳納米管和石墨烯在量子計算領域的應用進行瞭深入的學習。例如，如何利用碳納米管作為量子比特的載體，或者利用石墨烯的拓撲性質來實現容錯量子計算。書中對於量子糾纏、量子疊加等概念在這些材料中的實現方式的探討，讓我對量子計算的未來充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我真的是花瞭相當長的時間纔真正消化完畢，它就像一座巍峨的山峰，初看之時，隻覺得山巒疊嶂，不知從何處下手，但隨著深入的探索，我纔逐漸領略到其內部蘊含的精妙結構和深邃的思想。一開始，我被書名所吸引，畢竟“碳納米管”和“石墨烯”這兩個詞匯本身就帶著一種未來科技的神秘感和巨大的潛力，仿佛預示著一個全新的電子器件時代即將到來。然而，當我真正翻開這本書，麵對那些密密麻麻的公式、圖錶和理論推導時，我不得不承認，它並非一本輕鬆易讀的科普讀物。它更像是為那些誌在深入研究這一領域的學子和研究人員量身打造的“內功心法”，要求讀者具備紮實的物理學基礎，尤其是量子力學、固體物理以及電磁學等方麵的知識。 我記得有那麼一個章節，講的是碳納米管的電子結構和輸運特性。作者並沒有簡單地羅列一些結論，而是從最基本的原子軌道理論齣發，詳細地闡述瞭碳納米管是如何通過捲麯形成其獨特的狄拉剋錐電子能帶結構。我花瞭很長時間去理解書中的數學推導，例如緊束縛模型是如何被用來近似描述碳納米管的電子行為的，以及如何通過布裏淵區和晶格矢量來分析不同手性碳納米管（ armchair, zigzag, chiral）的電子譜差異。書中的圖示也非常關鍵，那些描繪碳納米管電子態密度的圖，以及不同偏振光照射下其吸收譜的預測，都幫助我構建起一個更直觀的理解。最讓我印象深刻的是，作者並沒有迴避一些復雜的問題，比如碳納米管中的電導率、電子-聲子耦閤效應以及非彈性散射等。他通過引入各種模型，比如朗道爾-普爾公式的推廣，以及玻爾茲曼方程的求解，來解釋這些復雜的物理現象。每一次推導的完成，都仿佛是在腦海中搭建起一座新的知識橋梁。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，讓我對“器件物理”這個概念有瞭全新的理解。我過去對器件物理的認知，更多地局限於傳統的矽基半導體器件，而這本書則將我的視野拓展到瞭全新的材料體係。我記得書中關於碳納米管在場效應晶體管（FET）中的應用。作者詳細地闡述瞭碳納米管FET的工作原理，以及如何通過優化柵極結構、接觸電極等來提升器件的性能。 我還對書中關於碳納米管和石墨烯在熱電子學領域的應用進行瞭深入的學習。例如，如何利用這些材料的高電子遷移率和低熱導率，來設計高效的熱電子發射器和熱電子器件。書中對於如何實現熱電子注入和收集，以及如何優化器件結構來提高熱電子的利用效率，都提供瞭非常有價值的參考。這種將材料的微觀物理特性與宏觀能量轉換效率相結閤的分析方法，讓我對碳納米管和石墨烯的多元化應用有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己對半導體物理學的理解提升瞭一個全新的維度。以往我對金屬和絕緣體之間的區彆，以及半導體中載流子輸運的基本原理，都停留在宏觀層麵或者簡化的模型上。然而，這本書將我帶入瞭微觀世界，讓我得以窺見那些決定材料宏觀電學性質的量子力學根基。例如，關於石墨烯的狄拉剋點，我之前隻知道它是一個特殊的能帶結構，但書中詳細地解釋瞭為什麼在狄拉剋點附近，電子錶現齣類相對論性的行為，以及這如何導緻瞭其奇特的電學特性，比如反常霍爾效應和高遷移率。書中關於費米速度、朗道能級以及石墨烯中電子-空穴對稱性的推導，都讓我受益匪淺。 我尤其對書中關於如何利用這些材料構建高性能電子器件的部分感到興奮。書中並沒有止步於理論分析，而是深入探討瞭如何通過各種技術手段，例如化學摻雜、柵極電壓調控以及應力工程等，來改變碳納米管和石墨烯的電學特性，從而設計齣具有特定功能的器件。例如，關於如何實現高性能場效應晶體管（FET），書中詳細闡述瞭柵極電場如何影響材料的載流子濃度和能帶彎麯，以及如何通過優化柵介質層和接觸電極來降低器件的開態電阻和提高開關比。書中對於肖特基勢壘效應在金屬-半導體接觸中的作用的分析，以及如何通過功函數匹配來減小接觸電阻，都為實際器件的設計提供瞭寶貴的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，讓我在看待電子器件時，不再僅僅關注其錶麵的功能，而是開始思考其背後更深層次的物理原理。我尤其記得書中關於碳納米管和石墨烯中的非綫性光學效應。作者詳細地分析瞭這些材料在強光照射下錶現齣的非綫性響應，以及這在光通信、光計算等領域中的潛在應用。 我還對書中關於碳納米管和石墨烯在柔性電子器件中的應用進行瞭深入的學習。例如，如何利用這些材料的優異機械性能和導電性，來構建可彎麯、可拉伸的顯示器、傳感器和可穿戴設備。書中對於如何解決材料與基底之間的界麵問題，以及如何保證器件在形變過程中的穩定性和可靠性，都提供瞭非常有價值的參考。

評分☆☆☆☆☆

很實用

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書籍質量不錯！

評分☆☆☆☆☆

送得很快，書也不錯，必須贊。

評分☆☆☆☆☆

很實用

評分☆☆☆☆☆

好好學習天天嚮上啊啊啊

評分☆☆☆☆☆

送得很快，書也不錯，必須贊。

評分☆☆☆☆☆

似乎是翻印的。。。捨友的這個係列都是硬皮的。。。紙張質量一般。。。好貴啊

評分☆☆☆☆☆

很實用

評分☆☆☆☆☆

待看！