{RT}电子与光子材料手册:第5册:新型电子与光子材料及典型应用-(加)卡萨普,(英)卡珀 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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加卡萨普，英卡珀 著

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• 光学
• 电子学
• 物理学
• 工程技术

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560337647

商品编码：29783030830

包装：平装

出版时间：2013-01-01

图书基本信息
图书名称	电子与光子材料手册:第5册:新型电子与光子材料及典型应用	作者	(加)卡萨普,(英)卡珀
定价	58.00元	出版社	哈尔滨工业大学出版社
ISBN	9787560337647	出版日期	2013-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

《电子与光子材料手册(第5册新型电子与光子材料及典型应用影印版)》由SafaKasap、PeterCapper主编，是一部关于电子和光子材料的综合论述专著，每一章都是由该领域的专家编写的。本手册针对于大学四年级学生或研究生、研究人员和工作在电子、光电子、光子材料领域的专业人员。书中提供了必要的背景知识和内容广泛的更新知识。每一章都有对内容的一个介绍，并且有许多清晰的说明和大量参考文献。清晰的解释和说明使手册对所有层次的研究者有很大的帮助。所有的章节内容都尽可能独立。既有基础又有前沿的章节内容将吸引不同背景的读者。本手册特别重要的一个特点就是跨学科。例如，将会有这样一些读者，其背景(学历)是学化学工程的，工作在半导体工艺线上，而想要学习半导体物理的基础知识；学历是物理学的另外一些读者需要尽快更新材料科学的新概念，例如，液相外延等。只要可能，本手册尽量避免采用复杂的数学公式，论述将以半定量的形式给出。手册给出了名词术语表(Glossaryof Defining Terms)，可为读者提供术语定义的快速查找——这对跨学科工具书来说是必须的。

作者简介

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目录

缩略语 Part E 新型电子与光子材料及典型应用 46 太阳能电池与光生伏特效应 46.1 太阳能的品质因数 46.2 晶体硅 46.3 非晶硅 46.4 GaAs太阳能电池 46.5 CdTe薄膜太阳能电池 46.6 CuInGaSe2(CIGS)薄膜太阳能电池 46.7 结论 参考文献 47 大面积电子的硅机械弹性衬底 47.1 a-Si:HTFTs弹性衬底 47.2 非晶薄膜的场效应传输 47.3 机械应力下的电子传输 参考文献 48 X射线成像探测器的光导体 48.1 X射线光导体 48.2 检测性能指标 48.3 结论 参考文献 49 相变光学记录法 49.1 数字化通用磁盘(DVDs) 49.2 超级RENS光盘 49.3 结论 参考文献 50 碳纳米管与硬脆性材料 50.1 碳纳米管 50.2 硬脆性材料 参考文献 51 磁信息存储材料 51.1 磁记录技术 51.2 磁存储记忆 51.3 异常磁阻效应(EMR) 51.4 总结 参考文献 52 高温超导体 52.1 超导态 52.2 酮酸盐高温超导体：概述 52.3 酮酸盐超导体的物理特性 52.4 超导薄膜 52.5 MgB2特殊状态 52.6 总结 参考文献 53 分子电子学 53.1 有机化合物的导电性 53.2 材料 53.3 塑料电子学 53.4 分子层电子学 53.5 DNA电子学 53.6 结论 参考文献 54 有机物化学传感器材料 54.1 结果分析 54.2 无机材料概述 54.3 聚环化合物传感器 54.4 酞菁和卟啉传感器 54.5 聚合材料 54.6 状配体分子 54.7 结论 参考文献 55 封装材料 55.1 封装应用 55.2 电子封装的材料挑战 55.3 材料热扩展率 55.4 焊线材料 55.5 焊接互连 55.6 衬底 55.7 底部填充与密封剂 55.8 电导黏合剂(ECAs) 55.9 散热问题 55.10 总结 参考文献 名词术语表 主题索引

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文摘

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序言

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《光电材料前沿探索：新材料、新机制与未来展望》 引言 21世纪以来，人类社会以前所未有的速度迈向信息时代和智能化社会。而支撑这一切的基石，便是不断涌现和革新的电子与光子材料。从日常的智能手机、高清显示屏，到尖端的激光技术、量子计算，再到新能源领域的太阳能电池和高效发光器件，光电材料的每一次突破都深刻地改变着我们的生活方式和认知边界。 《光电材料前沿探索：新材料、新机制与未来展望》并非一本涵盖所有电子与光子材料的百科全书，它更侧重于聚焦当前研究的热点、前沿以及未来极具潜力的发展方向。本书旨在为相关领域的科研人员、工程师、学生以及对光电材料发展趋势感兴趣的读者，提供一个深入了解最新研究成果、核心技术原理和潜在应用前景的窗口。我们着眼于那些正在经历快速发展、有望颠覆现有技术格局的新型材料体系，以及揭示这些材料独特性能背后的新颖物理机制。 本书并非对市面上已有的、内容广泛的《{RT}电子与光子材料手册:第5册:新型电子与光子材料及典型应用-(加)卡萨普,(英)卡珀》进行复述或包含其具体内容。相反，它旨在从一个独立的视角，探索那些在该领域前沿涌现出的、尚未被广泛收录或深入挖掘的、具有突破性意义的研究方向。我们将重点关注那些代表着下一代技术革新方向的材料，以及理解其内在运作规律的关键科学问题。 第一章：二维材料家族的新篇章——超越石墨烯的探索 近年来，二维材料以其独特的层状结构和优异的电子、光学性质，成为了材料科学研究的焦点。在石墨烯的耀眼光芒之后，众多新型二维材料如雨后春笋般涌现，它们展现出与石墨烯截然不同的特性，为光电器件的设计提供了更丰富的选择。 本章将深入探讨一些新兴的二维材料体系，例如： 过渡金属硫化物 (TMDs) 的多样性与调控： 除了广为人知的 MoS₂ 和 WS₂，我们将聚焦于那些具有独特能带结构和光电响应的TMDs，如 WSe₂、ReS₂ 等，以及如何通过化学掺杂、外延生长、界面工程等手段，精确调控其能带、激子效应、载流子输运等关键性质，以实现高效的光探测、光发射和光调制功能。我们将探讨它们的载流子动力学、激子结合能以及在室温下的稳定性和可加工性。 黑磷 (Black Phosphorus) 的电子特性与异质结构： 黑磷作为一种半金属二维材料，其优异的载流子迁移率和可调带隙，使其在晶体管、光电器件等领域展现出巨大的潜力。本章将详细解析黑磷的层依赖性电子结构，以及其在空气中容易氧化的挑战，并着重探讨如何通过封装技术、形成异质结等方式，克服其稳定性问题，并利用其优异的电学特性与其它二维材料协同工作，构建高性能的传感器和逻辑电路。 MXenes 的电容性能与催化应用： MXenes，即二维过渡金属碳化物和氮化物，因其金属导电性、亲水性和丰富的表面官能团，在超级电容器、电催化等领域展现出独特的优势。本章将重点研究MXenes的电化学储能机制，以及其表面改性对提高电容性能和催化活性的影响，并展望其在柔性电子器件和环境治理领域的应用前景。 其他新兴二维材料的初步探索： 除了上述重点介绍的材料，本章还将对一些处于早期研究阶段但具有巨大潜力的二维材料进行概述，例如二维钙钛矿、二维超导体等，并分析它们可能带来的颠覆性技术变革。 第二章：量子点与纳米晶体——光与物质的精妙互动 量子点 (Quantum Dots, QDs) 和半导体纳米晶体，由于其尺寸依赖的量子限制效应，展现出独特的发光颜色和高效的发光效率，成为当前光电器件领域的研究热点。它们为实现可调谐的彩色显示、高效的太阳能电池、先进的生物成像等提供了革命性的解决方案。 本章将深入探讨： 量子点的发光机制与性能优化： 我们将详细解析量子点的量子限制斯塔克效应 (Quantum Confined Stark Effect, QCSE)、激子-声子耦合以及表面缺陷对发光性能的影响。重点关注如何通过精确控制量子点的尺寸、形状、成分以及表面配体，来优化其发光波长、半高宽、量子产率和稳定性，以满足不同应用的需求。 新型量子点材料体系的开发： 除了传统的 CdSe、PbS 等量子点，本章将重点介绍无镉、无铅的量子点材料，如 InP、ZnS、CuInS₂ 等，以及它们在环境友好型和高性能光电器件中的应用。此外，还将探讨量子点与其它材料（如钙钛矿、二维材料）形成的复合结构，以实现光生电荷的协同分离和传输，提升器件的整体效率。 钙钛矿量子点的挑战与机遇： 钙钛矿量子点因其优异的光电性能和低成本的制备工艺，吸引了广泛关注。本章将深入分析钙钛矿量子点在稳定性（对水分、氧气、光照的敏感性）方面面临的挑战，并介绍各种钝化策略、封装技术以及新型钙钛矿材料的研发，以推动其在LED、激光器、光伏器件等领域的商业化应用。 纳米晶体的结构调控与异质结应用： 半导体纳米晶体作为构建复杂功能材料的基本单元，其结构（如核壳结构、多层结构）的精确调控对于实现特定的光电功能至关重要。本章将探讨如何通过可控的生长方法，制备具有特定形貌和结构的纳米晶体，并利用其构建高效的光探测器、光催化剂以及能量转换器件。 第三章：有机与聚合物光电材料——柔性与智能化的未来 有机和聚合物光电材料因其良好的柔韧性、溶液可加工性以及易于功能化的特性，为制造低成本、大面积、可弯曲、甚至可穿戴的光电器件提供了无限可能。 本章将重点研究： 高效有机半导体材料的设计与合成： 本章将深入探讨新型有机半导体小分子和聚合物的设计原则，重点关注其分子结构、电子给体-受体特性、共轭长度以及聚集态结构对载流子传输和激子产生/湮灭动力学的影响。我们将介绍如何通过结构修饰，提高材料的迁移率、吸光范围以及器件的稳定性。 有机发光二极管 (OLED) 的性能突破： 聚焦于新一代OLED材料，如高效的磷光和荧光材料、热活化延迟荧光 (TADF) 材料，以及如何通过界面工程、器件结构优化，进一步提升OLED的发光效率、色纯度、寿命和驱动电压。还将探讨全色有机发光材料的最新进展，以及其在显示和照明领域的潜在应用。 有机太阳能电池 (OSC) 的效率提升之路： 本章将深入分析OSC中电荷分离、传输和收集的关键过程，并介绍如何通过开发新型给体-受体材料、优化活性层形貌、设计高效的电极界面，来提高OSC的光电转换效率。同时，还将探讨OSC在宽光谱吸收、光致变色以及柔性可穿戴能源方面的独特优势。 有机光电探测器与传感器： 聚焦于高性能的有机光电探测器，包括可见光、红外光和紫外光探测器，以及其在成像、通信、环境监测等领域的应用。本章还将介绍基于有机半导体的气体传感器、生物传感器等，以及如何利用其对特定物质的敏感响应，实现高灵敏度和选择性的检测。 印刷电子与柔性器件集成： 重点探讨如何利用溶液加工技术（如旋涂、喷墨打印、刮刀涂布）来制备大面积、柔性化的光电器件。我们将分析不同印刷技术对材料形貌和器件性能的影响，以及如何实现多层结构的精确堆叠，为制造可折叠显示器、柔性太阳能电池、可穿戴电子设备等提供技术支持。 第四章：钙钛矿材料的革命——光伏与发光的双重奏 自2009年问世以来，钙钛矿材料以其惊人的光电性能和低成本的制备工艺，在太阳能电池领域掀起了革命性的浪潮，其光电转换效率在短短十几年内已能与传统硅基太阳能电池媲美。同时，钙钛矿材料在发光二极管、激光器等领域也展现出巨大的潜力。 本章将深入探讨： 高效钙钛矿太阳能电池的机制与挑战： 本章将详细解析钙钛矿太阳能电池中激子产生、分离、传输以及载流子收集的关键过程。我们将重点关注如何通过优化钙钛矿的成分（如卤素比例、阳离子取代）、晶体质量（减少缺陷）、以及电子/空穴传输层材料，来提升其光电转换效率和器件稳定性。 钙钛矿材料的稳定性问题与解决方案： 钙钛矿材料对水分、氧气、高温以及紫外光的敏感性是限制其商业化应用的主要障碍。本章将系统性地分析钙钛矿材料降解的机理，并介绍各种提高其稳定性的策略，包括： 化学成分的优化与钝化： 通过引入稳定性更高的组分，或利用表面钝化层来阻挡有害物质的侵蚀。 器件结构的设计： 采用更稳定的传输层材料和电极材料。 封装技术的研究： 开发高效可靠的封装材料和方法，隔离外界环境。 新型钙钛矿材料的探索： 寻找本身就具有更高稳定性的钙钛矿结构。 钙钛矿发光二极管 (PeLED) 的前沿进展： 钙钛矿材料优异的发光效率和纯净的发光光谱，使其成为下一代LED显示技术的重要候选者。本章将重点介绍PeLED的发光机制，以及如何通过控制钙钛矿的晶粒尺寸、形貌以及表面钝化，实现高效率、长寿命、宽色域的发光。还将探讨其在全彩显示、固态照明以及激光器领域的应用潜力。 钙钛矿太阳能电池与PeLED的集成应用： 展望钙钛矿材料在光伏和发光领域的协同应用，例如，开发兼具发电和发光功能的智能窗户、透明显示器等。 第五章：下一代光电器件的构想与融合 在理解了各类新型光电材料的基础上，本章将跳出单一材料的范畴，着眼于不同材料体系的融合，以及由此带来的下一代光电器件的构想。 异质结与叠层器件的设计： 结合不同材料（如二维材料与量子点、钙钛矿与有机半导体）的优势，通过构建高效的异质结界面，实现电荷的有效分离和传输，提升器件性能。例如，叠层太阳能电池，通过不同材料吸收不同波段的光，实现更高的整体效率。 智能光电器件的开发： 探索能够响应环境变化（如光照强度、温度、化学物质）并作出相应功能的智能光电器件，例如，自适应变色的玻璃、光触发响应的传感器等。 量子点/纳米晶体与生物体系的结合： 探讨量子点和纳米晶体在生物成像、药物输送、光动力治疗等领域的应用，以及如何克服生物相容性、靶向性等方面的挑战。 新型光电机制的探索： 展望一些尚处于理论研究阶段，但可能带来颠覆性创新的光电器件概念，例如，基于拓扑材料的光电效应、基于光力学效应的光电转换等。 可持续发展与绿色制造： 关注光电材料的制备过程对环境的影响，探索绿色、低能耗的材料合成与器件制造方法，以及可回收、可降解的光电器件的设计。 结论 《光电材料前沿探索：新材料、新机制与未来展望》旨在为读者勾勒出一幅充满活力和无限可能的光电材料发展图景。我们聚焦于当前研究中最具创新性和突破性的领域，力求深入浅出地阐述新材料的特性、新机制的原理以及它们所带来的未来应用前景。本书并非对既有知识的简单罗列，而是对前沿探索的深度挖掘和前瞻性思考。我们相信，通过对这些新兴材料和技术的持续探索，人类必将能够创造出更加高效、智能、绿色的光电器件，为构建美好的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，用“沉浸式”来形容或许更为贴切。它不像一些技术手册那样枯燥乏味，而是充满了一种对未知世界探索的激情。在阅读关于拓扑绝缘体及其在低功耗电子学中应用的章节时，作者的语言风格突然变得富有文学色彩，仿佛在带领我们穿越能带结构的迷宫。他们用生动的比喻解释了狄拉克锥的特性以及自旋-动量锁定的物理机制，使得那些抽象的数学概念变得触手可及。我发现自己经常在深夜里，手里拿着笔，在书的空白处画着能带图和布里渊区结构，试图自己去推导或验证文中的某些关键结论。这种主动学习的驱动力，正是优秀技术著作的魅力所在。它不只是知识的搬运工，更是思维的催化剂。我甚至将书中提及的几篇核心参考文献都找出来仔细阅读了，这促使我的研究方向发生了一些细微但关键的调整，专注于开发具有更高热稳定性的二维异质结界面。

评分☆☆☆☆☆

这部手册的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调配上清晰的字体，立刻让人感受到它蕴含的学术深度。我是在一个朋友那里偶然看到这本书的，当时我正在为一个关于半导体器件效率提升的项目寻找新的理论基础。翻开目录，首先映入眼帘的是对前沿材料结构与性质的系统性梳理，看得出来作者在材料科学的广阔领域里做了精细的切割和深入的挖掘。尤其让我印象深刻的是其中关于钙钛矿材料稳定性的章节，它没有停留在泛泛而谈的介绍，而是详细剖析了不同掺杂原子对晶格缺陷能级的影响，甚至引用了最新的第一性原理计算数据来佐证其论点。这对于我们这些需要将理论转化为实际产品研发的工程师来说，无疑是极具价值的“工具书”。我感觉，这本书的深度已经超越了许多本科或研究生阶段的教材，更像是一份为资深研究人员准备的“备忘录”或“挑战书”。它要求读者对量子力学和固体物理有扎实的背景知识，否则在阅读高能区电子态密度（DOS）和费米面附近电子行为分析时，可能会感到吃力。总体而言，这是一本值得在书架上常备，并在关键时刻翻阅的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

从排版和装帧来看，这本厚重的书籍显然是为长期使用而设计的。纸张的质量很好，即便是高亮标记后也不会洇墨，这对于需要反复查阅的工具书来说至关重要。装帧的坚固程度也让人放心，可以承受频繁的翻阅和携带。内容上，我认为它最大的价值在于其跨学科的整合能力。它成功地将凝聚态物理的核心理论、材料化学的合成方法，以及光电子工程的应用需求熔于一炉。例如，其中对量子点发光机制的讨论，不仅涵盖了量子限制效应，还深入探讨了表面缺陷态捕获电子-空穴对（激子）的动力学过程，并对比了溶液法和气相沉积法对最终发光效率的实际影响。这种体系化的视角，帮助我这位主要做器件结构设计的工程师，更好地理解了“上游”材料合成环节的每一个微小决策是如何在“下游”器件性能上被放大的。这本书的知识密度非常高，我估计得花上大半年时间才能真正消化其精华。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的一点，是它对当前研究热点的前瞻性把握。它没有过多纠缠于已经成熟或被广泛研究的传统材料，而是将笔墨集中在那些刚刚崭露头角，但潜力巨大的领域。我指的是那些涉及自旋电子学与光子学交叉的前沿课题，比如磁性拓扑材料在自旋霍尔效应中的应用，以及如何利用等离激元在亚波长尺度上操纵光流。书中详细阐述了如何设计具有强自旋轨道耦合的薄膜结构，以及如何利用脉冲激光退火技术来诱导出特定的相变以优化其光电响应。对于我们实验室而言，这些信息简直是雪中送炭，因为它直接指向了下一代超高速、低功耗光通信元件的研发方向。这本书给我的感觉是，它是由一群走在科研前沿的“弄潮儿”共同撰写的，他们的知识储备和前瞻视野，确保了书中的内容在未来几年内依然具有强大的指导意义和参考价值。购买这本书的成本，与它可能带来的技术突破相比，简直微不足道。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我只是抱着试试看的心态买了这本书，毕竟涉及“新型”和“电子光子”这种快速迭代的领域，内容很容易过时。然而，当我开始深入研读其中关于光电器件集成化和微纳加工技术的章节时，我的看法完全改变了。这本书的叙述逻辑异常清晰，它不仅仅罗列了各种新材料，更重要的是，它提供了一个完整的“材料-结构-性能-应用”的闭环分析框架。例如，在讨论表面等离子体共振（SPR）增强效应时，作者巧妙地结合了纳米颗粒的尺寸效应和环境介电常数的微小变化对共振峰位的影响，并且配上了非常精美的截面图和光谱模拟结果。这种将理论模型与实际工艺参数紧密结合的写作方式，极大地降低了我们团队在设计新型传感器时的试错成本。我尤其欣赏作者对“局限性”和“未来挑战”的坦诚讨论，他们没有过度夸大新材料的潜力，而是客观地指出了当前在规模化制备和长期工作稳定性方面存在的瓶颈。这种严谨和务实的态度，是判断一本高级参考书是否可靠的重要标准。