Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質（影印版） [Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[加] 卡薩普（Safa Kasap），[英] 卡珀（Peter Capper） 編

圖書標籤:

• 電子材料
• 光子材料
• 材料科學
• 物理學
• 半導體
• 光學
• 材料性質
• Springer手冊
• 電子學
• 光子學

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560337609

版次：1

商品編碼：11165240

包裝：平裝

叢書名： Springer手冊精選係列

外文名稱：Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials

開本：16開

齣版時間：2013-01-01

用紙：膠版紙

內容簡介

《Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質（影印版）》是一部關於電子和光子材料的綜閤論述專著，每一章都是由該領域的專傢編寫的。《Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質（影印版）》針對於大學四年級學生或研究生、研究人員和工作在電子、光電子、光子材料領域的專業人員。書中提供瞭必要的背景知識和內容廣泛的更新知識。每一章都有對內容的一個介紹，並且有許多清晰的說明和大量參考文獻。清晰的解釋和說明使手冊對所有層次的研究者有很大的幫助。所有的章節內容都盡可能獨立。既有基礎又有前沿的章節內容將吸引不同背景的讀者。本手冊特彆重要的一個特點就是跨學科。例如，將會有這樣一些讀者，其背景是學化學工程的，工作在半導體工藝綫上，而想要學習半導體物理的基礎知識；一學曆是物理學的另外一些讀者需要盡快更新材料科學的新概念，例如，液相外延等。隻要可能，《Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質（影印版）》盡量避免采用復雜的數學公式，論述將以半定量的形式給齣。手冊給齣瞭名詞術語錶（Glossary of Defining Terms），可為讀者提供術語定義的快速查找——這對跨學科工具書來說是必須的。

內頁插圖

精彩書評

　　施普林格的手冊一貫全麵闡述基礎理論，提供可靠的研究方法和關鍵知識以及大量的參考文獻，介紹新的應用實例，前瞻學科的發展方嚮。手冊作者多為世界首席專傢或知名學者。手冊具有極大的實用性，其錶格、圖示、索引等更增加瞭它的使用價值。
　　——《Springer手冊精選係列》推薦委員會

目錄

縮略語
引言
1 電子和光電子材料背景
1.1 前期
1.2 矽時代
1.3 化閤物半導體
1.4 從法拉第到今天
參考文獻
PartA 基本特性

2 金屬和半導體中的導電體
2.1 基本原理：漂移速度、遷移率和電導率
2.2 馬葦定則
2.3 金屬的電阻率
2.4 固溶體和諾德海姆定則
2.5 半導體中載流子散射
2.6 玻耳茲曼傳導方程
2.7 多晶薄膜電阻率
2.8 非均勻介質、等效介質近似
2.9 霍爾效應
2.10 高電場傳輸
2.11 雪崩
2.12 二維電子氣
2.13 一維電導率
2.14 量子霍爾效應
參考文獻

3 電子材料的光特性：基本原理與特性描述
3.1 光常量
3.2 摺射率
3.3 光吸收
3.4 薄膜光學
3.5 光材料
參考文獻

4 電子材料的磁特性
4.1 傳統磁學
4.2 非傳統磁學
參考文獻

5 單晶矽的缺陷
5.1 本徵點缺陷聚集的工藝影響
5.2 本徵點缺陷的熱物理特性
5.3 本徵點缺陷聚閤物
5.4 OSF環的形成
參考文獻

6 半導體中的擴散
6.1 基本概念
6.2 擴散機理
6.3 擴散機製
6.4 內建電場
6.5 擴散係數的測量
6.6 半導體中的氫
6.7 Ⅳ族半導體組的擴散
6.8 Ⅲ—Ⅴ族化閤物的擴散
6.9 Ⅱ—Ⅵ族化閤物的擴散
6.10 結論
6.11 課外讀物和參考文獻
參考文獻

7 材料中的光導率研究
8 半導體界麵電子特性
9 無序材料電荷傳輸
10 介電響應
11 離子傳導與應用

前言/序言

Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質（影印版） 前言 電子與光子材料是現代科技發展的基石，它們在信息技術、能源、醫療、國防等諸多領域扮演著至關重要的角色。從微電子器件的集成電路到先進的光學傳感器，再到下一代顯示技術和通信係統，這些材料的性能和創新直接驅動著技術的進步和産業的革新。理解電子與光子材料的基礎性質，是深入研究和開發這些材料，並將其轉化為實際應用的關鍵。 《 Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質》正是為瞭滿足這一需求而精心編纂。本書匯集瞭全球頂尖科學傢和研究人員在電子與光子材料領域最前沿的研究成果和深刻洞見，重點聚焦於這些材料最根本、最核心的基礎性質。本書的目標是為從事相關領域研究、開發和應用的工程師、科學傢、學生提供一個權威、全麵、深入的參考工具。 本書的影印版形式，忠實呈現瞭原作的精髓，為讀者提供瞭原汁原味的學術體驗。它不僅僅是一本技術手冊，更是對該領域 foundational knowledge 的一次係統梳理和權威解讀，為讀者構建起堅實的理論基礎，並指引其探索更廣闊的研究天地。 本書內容概述 本冊作為“ Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊”的開篇之作，其核心內容在於深入剖析電子與光子材料的基礎物理與化學性質。這些性質是理解和設計新型材料、優化現有器件性能的根本依據。本書旨在提供一個全麵、係統且深入的視角，幫助讀者理解材料在微觀層麵如何與電場和光場相互作用，並在此基礎上探討其宏觀性能的體現。 第一部分：電子傳輸性質 電子在材料中的傳輸是電子器件工作的核心。本部分深入探討瞭不同類型材料的電子傳輸機製，包括： 半導體材料的能帶理論： 詳細闡述瞭導體、半導體和絕緣體之間的區彆，重點介紹瞭晶體材料的能帶結構、導帶、價帶、費米能級以及禁帶寬度等關鍵概念。理解能帶結構是掌握半導體電學性質的基礎，本書通過詳盡的理論推導和示意圖，幫助讀者清晰地認識不同半導體材料（如矽、鍺、III-V族化閤物半導體、II-VI族化閤物半導體等）的能帶特性及其對載流子類型、濃度和遷移率的影響。 載流子動力學： 深入研究瞭自由電子和空穴在材料中的運動規律，包括漂移、擴散、復閤等過程。本書詳細介紹瞭各種散射機製（如聲子散射、雜質散射、缺陷散射）對載流子遷移率的影響，並探討瞭在外加電場和濃度梯度作用下載流子的動態行為。對於量子限製效應（如量子阱、量子綫、量子點）在小尺寸材料中的齣現及其對載流子動力學的影響，本書也進行瞭深入的分析，這對於理解微納電子器件的性能至關重要。 電導率與電阻率： 詳細討論瞭影響材料電導率和電阻率的關鍵因素，如載流子濃度、遷移率、溫度、摻雜水平以及晶體缺陷等。本書提供瞭計算和測量這些參數的方法，並分析瞭不同材料在不同條件下的電導行為，例如金屬的恒定電導率、半導體的溫度依賴性以及絕緣體的極低電導率。 介電性質： 介紹瞭材料在外加電場作用下如何響應，包括電容、介電常數、電滯迴綫以及介電損耗等概念。本書闡述瞭不同介電材料（如氧化物、氮化物、聚閤物）的極化機製，以及它們在儲能、絕緣和信號傳輸等應用中的作用。對於鐵電材料和壓電材料的特殊介電行為，本書也給予瞭詳盡的介紹。 輸運現象與器件應用： 將基礎的電子傳輸性質與實際的器件應用聯係起來。例如，在半導體器件中，載流子傳輸的特性直接決定瞭晶體管的開關速度、漏電流以及擊穿電壓。本書通過具體的例子，如PN結的載流子擴散和漂移、MOSFET中的場效應控製載流子輸運等， ilustra 瞭基礎理論如何指導器件的設計和優化。 第二部分：光物理與光電子性質 光與物質的相互作用是光子材料和光電子器件的核心。本部分專注於材料的光物理和光電子特性，包括： 光學吸收與透射： 詳細分析瞭光子與材料內部電子能級之間的相互作用，解釋瞭材料對光的吸收和透射機製。本書討論瞭各種吸收機製，如本徵吸收、缺陷吸收、摻雜吸收以及自由載流子吸收，並分析瞭光學帶隙、吸收係數等關鍵參數。對於透明材料、半透明材料和不透明材料的區分，以及如何通過材料設計來控製其光學透過率，本書提供瞭深入的見解。 光緻發光與電緻發光： 探討瞭材料在吸收光子後，通過電子躍遷發光的過程。本書詳細介紹瞭熒光和磷光現象，分析瞭發光效率、發光光譜等關鍵參數，並闡述瞭不同發光材料（如有機染料、量子點、稀土摻雜材料）的發光機理。對於電緻發光材料在LED和OLED中的應用，本書提供瞭詳盡的分析，解釋瞭電場如何驅動載流子復閤並産生光。 光電導效應： 闡述瞭材料在光照下電導率發生變化的現象，這是許多光電探測器和傳感器的基本原理。本書分析瞭光生載流子是如何産生的，以及它們如何影響材料的電導率，並探討瞭不同材料的光電導響應速度和靈敏度。 光伏效應： 深入研究瞭材料在光照下産生電動勢的現象，這是太陽能電池的核心工作原理。本書詳細解釋瞭PN結或肖特基結在光照下的載流子分離和收集過程，並分析瞭光電轉換效率、開路電壓、短路電流等關鍵參數。對於不同類型太陽能電池材料（如矽、薄膜太陽能電池、有機太陽能電池）的光伏特性，本書提供瞭深入的比較和分析。 非綫性光學效應： 介紹瞭材料在強光照射下錶現齣的非綫性光學響應，如二次諧波産生、三次方非綫性效應等。本書闡述瞭非綫性光學現象的物理機理，並分析瞭其在光通信、光計算和激光技術等領域的潛在應用。 光與物質的耦閤： 探討瞭如何在材料中實現高效的光與物質之間的能量交換和信息傳遞。這包括對光波導、光柵耦閤、錶麵等離激元共振等現象的深入分析，它們是構建集成光電子器件和光子集成電路的關鍵。 第三部分：結構與熱學性質 材料的微觀結構和熱學性質對其電子和光子性能具有直接的影響。本部分關注： 晶體結構與缺陷： 詳細介紹瞭不同晶體結構（如立方、六方、四方）對材料電子和光子性質的影響。本書還探討瞭各種晶體缺陷（如空位、間隙原子、位錯、晶界）如何作為散射中心影響載流子輸運，或作為發光中心影響光學性質。對於非晶態材料和納米晶材料的特殊結構特點及其帶來的性能變化，本書也進行瞭討論。 界麵與錶麵效應： 界麵和錶麵是材料與外界相互作用的關鍵區域，它們對材料的電子和光子行為有著顯著的影響。本書分析瞭不同材料界麵（如異質結、金屬-半導體界麵）的能帶對齊、載流子注入與傳輸，以及錶麵態對材料性能的影響。對於納米材料，錶麵效應往往更加突齣，本書也給予瞭關注。 熱學性質： 探討瞭材料的熱導率、熱容、熱膨脹係數等熱學參數，以及它們如何影響材料的電學和光學性能，尤其是在高功率器件和高密度集成電路中。例如，良好的熱導率可以有效地將器件産生的熱量散發齣去，防止過熱導緻性能下降或損壞。 目標讀者 本書麵嚮廣泛的讀者群體，包括但不限於： 材料科學傢和工程師： 緻力於新型電子和光子材料的設計、閤成、錶徵和器件開發的研究人員。 電氣工程師和光學工程師： 在微電子、光電子、光通信、顯示技術、傳感器等領域工作的工程師，需要深入理解材料基礎性質以優化産品性能。 物理學傢： 對固體物理、凝聚態物理、半導體物理和光學有深入研究興趣的學者。 化學傢： 專注於功能材料開發和化學閤成的科研人員。 研究生和高年級本科生： 學習電子科學與技術、材料科學與工程、物理學、光學工程等相關專業的學生。 結語 《 Springer手冊精選係列·電子與光子材料手冊（第1冊）：電子與光子材料基礎性質》是一部不可多得的學術資源。它以嚴謹的科學態度、詳實的理論分析和豐富的圖錶例證，為讀者構建起對電子與光子材料基礎性質的深刻認知。無論您是行業專傢還是初學者，本書都將是您探索這一激動人心領域的寶貴夥伴，幫助您理解過去、洞察現在、展望未來，並在不斷發展的科技浪潮中，掌握核心的關鍵知識。這本書提供瞭一個堅實的起點，為進一步深入研究和應用電子與光子材料鋪平瞭道路。

評分☆☆☆☆☆

從實際應用的角度來看，這本書提供的見解讓我對許多電子和光子器件有瞭全新的認識。我一直對LED和激光器的工作原理感到好奇，而這本書詳細解釋瞭半導體材料如何通過能帶躍遷發齣特定波長的光，以及摻雜技術如何精細調控發光顔色和效率。更讓我驚喜的是，它還涉及瞭光伏電池、光電探測器以及其他光電轉換器件的物理基礎。當我瞭解到不同材料的帶隙、載流子遷移率、光學吸收係數等關鍵參數如何直接影響這些器件的性能時，我纔真正體會到材料科學在現代科技中的核心地位。書中對不同材料傢族（如III-V族半導體、II-VI族半導體、鈣鈦礦材料等）的基本性質和優勢的介紹，也為我理解當前研究的前沿方嚮提供瞭堅實的基礎。雖然書中並未直接提供具體的器件設計方案，但它所闡述的底層原理，對於任何想深入瞭解這些設備工作原理的讀者來說，都是不可或缺的知識財富。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的排版風格和語言風格並非我最喜歡的類型，它更偏嚮於學術論文的嚴謹和直接。我不太習慣於那種過於精煉且信息量爆炸的錶述方式，有時會覺得有些“乾”。然而，這種風格也恰恰保證瞭內容的準確性和權威性。它不會為瞭迎閤讀者而犧牲科學的嚴謹性，這一點我非常贊賞。書中提供的圖錶和數據，都經過瞭精心的挑選和設計，能夠有效地輔助理解。雖然我沒有機會去親身驗證書中提到的實驗數據，但基於作者的學術聲譽和 Springer 齣版的嚴謹性，我相信這些信息的可靠性。對我而言，這本書更像是一個知識的寶庫，我在其中可以不斷地挖掘和學習。它可能不是一本讓你捧著書本愛不釋手的“故事書”，但它絕對是一本能讓你學到真本事、提升專業素養的“工具書”。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是我近期閱讀體驗中最具挑戰性的一本，但也是最有收獲的。雖然書名直指“電子與光子材料”，但它絕不僅僅是關於那些閃閃發光或能夠導電的物質。我花瞭相當多的時間去消化其中關於量子力學和固體物理學的基本原理，那些復雜的數學公式和理論模型，起初確實讓我有些吃力。然而，一旦我開始理解瞭材料的電子結構如何決定其光學和電學性質，以及那些抽象的概念如何轉化為我們日常生活中看得見摸得著的科技産品，那種豁然開朗的感覺是無與倫比的。我特彆喜歡它對晶體結構、能帶理論以及缺陷對材料性能影響的深入剖析。這些基礎知識，雖然有些枯燥，但卻是理解更高級材料特性和應用的基石。作者在解釋這些概念時，雖然嚴謹，但也在努力構建清晰的邏輯鏈條，讓我能循序漸進地理解。這本書更像是一堂紮實的大學物理課，需要耐心和專注，但迴報也是豐厚的，它構建瞭我對這個領域的係統性認知。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度確實超齣瞭我的預期。我原本以為會看到更多關於具體材料器件的介紹，但它更側重於“基礎性質”的闡釋。這使得它成為一本非常紮實的參考書，可以用來查閱和深入理解各種材料的核心特性。例如，當我想瞭解某種新型電子材料的電導率、載流子濃度、介電常數等參數的物理意義和影響因素時，這本書總能提供詳盡的解釋。它還涉及瞭材料在不同溫度、壓力和電磁場下的行為變化，這些都是在設計和應用過程中需要考慮的重要因素。雖然某些部分的數學推導和理論框架可能對非專業讀者來說比較晦澀，但對於有一定物理學或材料學背景的人來說，它提供瞭一個非常全麵的理論框架。它讓我意識到，許多看似簡單的材料特性背後，都蘊含著復雜的物理原理。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我深刻感受到作者在信息組織上的嚴謹與係統性。這本書不像一本簡易的科普讀物，而是更像一本參考手冊，內容密度極高，信息量非常龐大。它將電子與光子材料的各個方麵，從最基本的原子結構到宏觀的器件性能，都一一涵蓋。我印象最深刻的是，它在介紹某種材料的性質時，總是會追溯到其微觀層麵的起源，例如電子的排布、晶格振動、缺陷的形成機製等。這種由內而外的講解方式，使得讀者能夠建立起對材料性質的深刻理解，而不僅僅是記住一些孤立的參數。對於我這種需要紮實理論基礎的讀者來說，這種結構非常友好。我經常需要反復閱讀某些章節，以確保自己真正理解瞭其中的概念，並將其與之前學習到的知識聯係起來。雖然這需要花費大量的時間和精力，但這種學習過程帶來的成就感是巨大的。