现代电子材料与元器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王巍，冯世娟，罗元 著

图书标签:

• 电子材料
• 元器件
• 现代电子技术
• 半导体
• 电子工程
• 材料科学
• 电路
• 电子元件
• 应用技术
• 电子技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030330208

版次：1

商品编码：12008968

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材

开本：16开

出版时间：2012-03-01

用纸：胶版纸

页数：323

字数：540000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代电子材料与元器件》较为系统地介绍了主要的电子信息功能材料的结构和组成、电子元器件的工作原理，以及这些器件在电子信息系统中的应用。全书共10章，分别是：绪论；晶体材料的结构；半导体材料与应用；化合物半导体基础；化合物半导体器件；光电子材料与器件；电介质材料；磁电子学材料与器件；电子陶瓷材料；纳米技术与纳米电子学。书中主要介绍电子元件常用材料的基础理论、基本参数与性能特点，器件的工作原理、基本组成、制作及应用情况。
　　《现代电子材料与元器件》可作为高等工科院校微电子学、电子科学与技术、电子信息科学与技术、光信息科学与技术专业的本科生教材，也可作为自动控制类、计算机类、通信类及相关材料类专业高年级本科生和研究生的教材及教学参考书，还可供从事电子材料与元件的生产、科研及产品研发的专业技术人员参考。

内页插图

目录

丛书序
前言
第1章 绪论
1．1 电子材料的发展历史
1．2 电子材料的重要作用
1．3 电子材料与器件的研究现状
1．3．1 硅基半导体材料
1．3．2 化合物半导体材料
1．3．3 半导体自旋电子学材料和器件
1．3．4 磁性纳米材料的应用
1．3．5 有机光电子材料
1．4 电子材料的发展前景

第2章 晶体材料的结构
2．1 晶体的主要特征
2．1．1 晶体的点阵结构
2．1．2 晶面和密勒指数
2．1．3 晶体的宏观对称性
2．1．4 晶体的微观对称性
2．2 典型晶体的结构
2．2．1 密堆积与配位数
2．2．2 典型单质共价键晶体的结构
2．2．3 典型离子化合物晶体结构
2．3 原子间的结合方式
2．3．1 吸引力和排斥力
2．3．2 离子键
2．3．3 共价键
2．3．4 金属键
2．3．5 范德瓦耳斯力
2．4 晶体中的缺陷
2．4．1 晶体中的微观缺陷
2．4．2 晶体中的宏观缺陷
习题

第3章 半导体材料与应用
3．1 半导体材料的物理基础
3．1．1 本征半导体
3．1．2 半导体中的杂质
3．1．3 费米能级和载流子密度
3．1．4 电导与霍尔效应
3．1．5 非平衡栽流子
3．2 半导体材料的性质
3．2．1 光吸收与光电导
3．2．2 电容效应与击穿特性
3．2．3 压阻效应与磁阻效应
3．2．4 电阻率的温度特性
3．3 半导体材料的分类
3．3．1 元素半导体材料
3．3．2 化合物半导体材料
3．3．3 非晶态半导体
3．4 半导体材料的制备工艺方法
3．4．1 多晶制备工艺
3．4．2 单晶制备工艺
3．4．3 外延生长技术
3．5 半导体材料的应用
习题

第4章 化合物半导体基础
4．1 化合物半导体的能带结构
4．1．1 化合物半导体的周期性结构
4．1．2 半导体的能带理论
4．1．3 半导体的有效质量
4．1．4 GaAs的能带结构
4．2 载流子的输运过程
4．2．1 波尔兹曼输运方程
4．2．2 散射机制
4．2．3 速度过冲
4．2．4 载流子的弹道输运过程
4．3 二维电子气
4．3．1 二维电子气
4．3．2 二维电子气的能量状态
4．3．3 二维电子气的光学特性
4．4 半导体异质结
4．4．1 异质结的能带突变
4．4．2 热平衡时理想异质结的能带图
4．4．3 界面态对异质结能带的影响
4．4．4 异质结的伏安特性
4．5 半导体超晶格
4．5．1 半导体超晶格的能带结构
4．5．2 组分半导体超晶格
4．5．3 掺杂超晶格
4．5．4 应变超晶格
4．5．5 非晶态超晶格
习题

第5章 化合物半导体器件
5．1 化合物半导体的物理性质
5．1．1 化合物半导体
5．1．2 化合物半导体的晶体结构
5．1．3 晶格常数
5．1．4 光学性质
5．1．5 电学特性
5．2 金属半导体场效应晶体管器件
5．2．1 GaAsMESFET的基本结构
5．2．2 GaAsMESFET的直流特性
5．2．3 GaAsMESFET的微波特性
5．3 异质结双极型晶体管
5．3．1 HBT器件的基本结构
5．3．2 HBT器件的直流特性
5．3．3 HBT器件的高频特性
5．4 高电子迁移率晶体管
5．4．1 HEMT器件的基本结构
5．4．2 FIEMT器件的直流特性
5．4．3 HEMT器件的射频特性
5．4．4 当代HEMT技术
5．5 半导体光源
5．5．1 激光二极管（LD）
5．5．2 发光二极管（LED）
5．5．3 半导体激光器
5．6 半导体光电探测器
5．6．1 光电导探测器的基本特性
5．6．2 p-i-n二极管
5．6．3 APD（雪崩击穿二极管）
5．6．4 MSM（金属-半导体-金属）探测器
习题

第6章 光电子材料与器件
6．1 概述
6．2 光纤
6．2．1 光纤的结构
6．2．2 光纤的种类
6．2．3 光纤的制备
6．2．4 光纤的应用
6．3 激光器及材料
6．3．1 固体激光器的工作原理
6．3．2 固体激光器基质材料
6．3．3 固体激光器的激活离子
6．3．4 几种常见的固体激光器
6．4 液晶显示材料与器件
6．4．1 液晶材料的物理性质
6．4．2 液晶的分类及结构特点
6．4．3 常用液晶显示器件
6．4．4 液晶显示技术的发展趋势
习题

第7章 电介质材料
7．1 概述
7．2 电介质在静电场中的极化
7．2．1 电介质的极化现象
7．2．2 电介质的极化机制
7．3 电介质的动态极化
……
第8章 磁电子学材料与器件
第9章 电子陶瓷材料
第10章 纳米技术与纳米电子学
参考文献

前言/序言

　　进入21世纪后，随着以集成电路技术为基石的电子信息技术的加速发展，各类电子器件及系统都在朝着小型化、集成化的方向发展，而其中的集成化则不仅意味着要尽可能地实现系统中电路的单芯片集成，而且要实现将包括声、光、电、磁等物理量感知的传感器集成在系统中，实现多功能集成，最为典型的一个研究领域就是微电子机械系统（MEMS），因而带动了包括我们熟知的半导体材料与器件、电介质材料与器件、光电子材料与器件、磁功能材料与器件等电子信息功能材料与器件的深入研究和技术上突飞猛进的发展。目前电子信息材料与器件已经在电子信息产业中占据了主导性的地位，深刻影响到整个社会的经济发展及人们日常生活的方方面面。
　　以硅为代表的半导体材料与器件的发展，导致了集成电路技术的快速发展，使得人类社会进入了信息化社会，极大地提高了生产效率。按照摩尔定律，目前集成电路工艺技术已经进入了32nm和22nm的技术节点，为了保证半导体器件的可靠性，就需要引入一些新的介质材料，如采用高K介质作为绝缘栅，采用低K介质来取代传统的二氧化硅作为层间介质，采用金属铜取代金属铝作为金属连线等。随着集成电路尺寸进一步按比例缩小，就需要对器件的结构和所用的材料进行调整，如采用立体结构器件、碳纳米管晶体管、单电子晶体管和分子电子器件等。玻璃光纤和固体激光器的出现，使得光通信技术开始发展起来，而半导体激光器和探测器的出现，促进了光通信技术的快速发展。磁性材料则在信息存储、传感、光通信、微波通信等领域有着广泛的应用。总而言之，由于这些材料具有良好的声、光、电、磁、力性质及这些物理量之间的耦合效应，它们在电子信息产业中的广泛应用极大地促进了现代电子信息技术的进步。
　　本书内容广泛全面，基本涵盖了目前广泛使用的几大类主要的电子信息材料与器件。在章节组织和材料选取上，充分考虑到电子信息类学生学习知识的特点，以及与前面所学基础课程的衔接，理论程度适中，对问题的讨论能满足工程实践的需要，尽量避免复杂的数学物理推导过程，克服对某些非典型电子材料过于细节性的阐述。全书既简明扼要地介绍了电子信息材料与元器件的工作原理，又紧密联系工程应用实际，逻辑清晰、重点突出、知识面广，便于自学和参考。

《尘封的秘辛：失落文明的科技遗迹》 作者： [在此处填写真实作者姓名，例如：李明] 简介： 在浩瀚的历史长河中，总有一些璀璨的文明，因种种原因，未能将他们的智慧与成就完整地传承下来。他们留下的，或许是零星的壁画，残缺的器物，又或是口耳相传的神话传说。本书《尘封的秘辛：失落文明的科技遗迹》正是这样一本，致力于挖掘、梳理并重新解读那些被时间洪流淹没的古老文明所遗留下来的，可能指向失落科技的蛛丝马迹。 本书并非一部泛泛而谈的考古学著作，也不是简单罗列神话故事的民间传说集。它以严谨的考证态度，结合跨学科的研究方法，将古文明的艺术、宗教、文字、建筑以及流传下来的文献资料，进行深入的解构与重塑。作者旨在挑战我们对古代世界认知的边界，探索那些被主流历史叙事所忽略的，可能存在的，超越我们当下理解的先进技术。 第一章：尼罗河的低语——古埃及的星象仪与能量传导 数千年前，古埃及人在尼罗河畔创造了辉煌的文明。除了金字塔的宏伟壮丽，他们留下的壁画与象形文字中，隐藏着许多令人费解的符号和图案。本书将重点分析一些被忽视的壁画细节，例如在某些神庙壁画中出现的，高度规律化的几何图案，以及与星体运行轨迹高度契合的描绘。 作者将结合古埃及的天文学知识，以及他们对能量概念的独特理解，尝试解读这些图案的含义。我们将会看到，一些被认为是装饰性的符号，在重新排列与组合后，可能指向一种古老的能量传导系统。例如，在一些墓穴中发现的，看似简陋的金属装置，在重新审视其材质与结构后，可能并非简单的陪葬品，而是某种能量汇聚或转换的部件。 书中将详细考证古埃及人对“生命力”的理解，以及他们如何通过特定的仪式和结构来“储存”或“引导”这种能量。作者将通过对比不同遗址中出现的相似器物，论证其可能存在的统一设计理念，甚至提出一些大胆的猜想：古埃及人是否掌握了某种利用自然能量，例如地磁场或太阳能的原始技术？书中还将深入分析古埃及的神话故事，寻找其中关于“神力”的描述，并将其与可能的科技原理联系起来。例如，某些神祇被赋予的“永恒生命”或“操控天地”的能力，在剔除神话色彩后，是否指向一种我们尚未理解的科技应用？ 第二章：爱琴海的残响——克里特文明的神秘装置与声学原理 米诺斯文明，那个在爱琴海闪耀却又突然消失的文明，至今仍留有许多未解之谜。本书将聚焦于克里特岛上发现的一些奇特器物。例如，在克诺索斯宫殿遗址中发掘出的，一些带有复杂凹槽和管道的陶制或石制装置。这些装置的用途，历来争议不断。 本书将突破传统的考古解读，从声学原理的角度切入。通过对这些装置的形状、大小、以及内部结构的精确测量，作者将尝试还原它们可能发出的声音频率和传播方式。书中将详细介绍古希腊时期，以及更早的爱琴海文明可能拥有的声学知识，并对比这些装置与古代乐器、以及声音传播的物理学原理。 我们将会看到，一些被认为是排水系统或装饰品的部分，在特定的角度和组合下，可能能够产生共鸣，甚至放大声音。书中将大胆推测，克里特文明是否利用声音作为一种沟通、警戒，甚至影响环境的手段。例如，在某些传说中，宫殿的某个房间能够“听到远方的声音”，或者在祭祀时能够“召唤神灵”，这些描述，是否与某种先进的声学装置有关？ 本书还将分析克里特文明留下的线性文字B，以及一些无法解读的象形符号，尝试从中寻找与声音、频率、共鸣等概念相关的词汇或描述。通过对这些零散信息的整合，作者将描绘出一个更加立体，更加富有科技想象的米诺斯文明。 第三章：安第斯山脉的低语——印加的精密计算与能量网格 在南美洲的安第斯山脉，印加文明以其精湛的石砌技术和发达的交通网络闻名于世。然而，除了宏伟的马丘比丘，印加人留下的其他科技痕迹，却鲜为人知。本书将深入探究印加人留下的，一些被忽视的细节。 例如，印加人对度量衡的精确掌握，以及他们如何在高海拔地区建造如此坚固的建筑。书中将通过对印加遗址中发现的，一些带有精密刻度的石块和工具进行分析，推测他们可能拥有的，超越我们想象的测量精度。 本书还将重点关注印加的“卡帕克·南”（Capac Ñan），即他们的帝国道路系统。在传统认知中，这仅仅是一条交通要道。然而，本书将从能量网格的角度来审视这条道路。作者将分析道路的走向、坡度、以及沿途出现的特定建筑（例如哨所和神庙），论证它们之间可能存在某种关联。 书中将结合地质学和地理学的知识，分析印加帝国是否存在一种对地磁场或地下能量流动的利用。例如，某些建筑的选址，是否与地下能量节点有关？道路的修建，是否考虑到能量的汇聚或传导？本书还将审视印加文明留下的“奇普”（Quipu），即结绳记事系统。在传统认知中，它被认为是记录数字和信息的工具。然而，作者将尝试从更复杂的编码角度解读，奇普是否可能记录了关于能量流动、星体运行，甚至某种计算的复杂数据？ 第四章：失落的维度——元器件的早期形态与神秘材料 本书的核心，将是对那些被认为是“装饰品”、“宗教器物”或“无法解释的碎片”的古代遗物，进行“元器件化”的重新解读。我们将探讨，在不同的古文明中，是否存在一些具有“功能性”的，早期“元器件”的雏形。 书中将详细分析一些被考古学家发掘出的，来自不同时期的，带有规律性结构和特定材质的物品。例如，一些金属合金，其成分在我们看来可能非常“现代”；一些水晶或宝石的切割方式，其精度远超普通工艺；一些带有复杂蚀刻的金属片，其图案似乎蕴含着某种电路的逻辑。 作者将借鉴现代电子学的基本原理，例如电导率、绝缘性、共振频率等，来分析这些古代遗物的材质与结构。例如，一些被认为是“护身符”的金属坠饰，在重新检测其材质与内部结构后，可能具备某种微弱的能量储存或导电能力。一些被认为是“祭祀用器皿”的陶制品，在特殊的烧制工艺下，可能拥有异常的电磁屏蔽效果。 书中将列举大量具体的，来自世界各地的，具有神秘色彩的古代遗物，并对其进行逐一分析，尝试推测其可能的“元器件”功能。我们将探讨，古人是否在无意中，或者通过某种失传的技艺，制造出了能够与自然能量发生作用的“原初元器件”。 第五章：文明的断层——科技传承的迷失与可能的复兴 本书的最后一章，将是对这些失落科技的传承问题进行探讨。是什么原因导致了这些曾经可能存在的先进技术，未能像文字、艺术那样被完整地记录和传承下来？是战争的摧毁，自然的灾难，还是社会结构的变迁？ 作者将综合前文的分析，提出一些关于文明断层与科技失落的理论。例如，是否是因为这些技术过于依赖某种特定的自然环境，或者某种特殊的社会组织形式？一旦这些条件消失，技术也就随之消亡。 最后，本书将回归现实，探讨这些“尘封的秘辛”对我们今天的意义。这些失落的科技遗迹，是否能够为我们理解宇宙，或者为我们解决当下的能源、环境问题，提供全新的视角？作者将鼓励读者以开放的心态，重新审视历史，去发现那些被忽略的智慧，并从中汲取灵感，为人类文明的未来发展，找到新的可能性。 《尘封的秘辛：失落文明的科技遗迹》是一本引人入胜的读物，它将带领您踏上一场穿越时空的智慧之旅，挑战您对古代世界的固有认知，并激发您对未知的好奇与探索。它不仅仅是一本书，更是一扇通往失落文明深处的大门，等待着您去亲自推开。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开《现代电子材料与元器件》这本书，我立刻被它严谨又不失趣味的开篇所吸引。作者并没有一开始就陷入枯燥的理论公式海洋，而是从人类文明发展史上电子元件扮演的关键角色讲起，例如早期的真空管如何推动了无线电通讯的革命，再到晶体管的出现如何开启了半导体时代，直至今天各种集成电路的蓬勃发展。这种宏观的视角让我感觉自己不是在啃一本技术手册，而是在追溯一场波澜壮阔的科技史诗。书中对不同时期材料选择的考量、工艺的演进以及由此带来的功能飞跃，都描绘得绘声绘色。例如，在讲述第一代晶体管时，作者生动地描述了锗材料的局限性，以及为何硅最终能够成为半导体的主流，这个过程中的技术攻关和材料创新，读来颇具传奇色彩。接着，书中又详细介绍了当今电子材料在微观层面上的奇妙特性，比如纳米材料在提高器件性能方面的潜力，以及一些新型复合材料在导热、绝缘等方面的突破性进展。我特别喜欢其中关于“物联网”概念下的电子材料发展方向的探讨，作者预见了未来智能设备对材料的极高要求，如柔性、可穿戴、低功耗等，这让我对这本书的实用性和前瞻性有了更深的认识。总而言之，这本书不仅仅是一部技术指南，更像是一次穿越时空的电子材料与元器件的探索之旅，让我对这个领域产生了浓厚的兴趣和敬畏之情。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，真正的学习不仅仅是记忆知识点，更是理解知识点背后的逻辑和联系，《现代电子材料与元器件》这本书恰恰在这方面做得非常出色。它没有给我一种“知识堆砌”的感觉，而是循序渐进地引导我进入电子材料的世界。开篇对电子元件发展历程的梳理，让我明白“没有无缘无故的先进”，每一项技术的突破都离不开材料科学的支撑。书中对不同种类电子元件，如电阻、电容、电感、半导体器件、集成电路等，在材料选择上的考量，都给出了非常细致的解释。例如，在讲解电阻的精度和稳定性时，作者不仅分析了金属膜电阻、碳膜电阻等不同材料的特性，还深入探讨了温度系数、湿敏系数等关键参数对电阻性能的影响。这种对细节的关注，让我对每一个看似简单的元器件都有了全新的认识。更让我觉得难能可贵的是，书中在介绍某些复杂材料或器件时，能够将物理化学原理、量子力学概念以及工程学应用巧妙地融合在一起，形成一个完整的知识体系。我尤其对书中关于“先进封装技术”的章节印象深刻，作者详细阐述了3D封装、异质集成等技术如何通过优化材料和结构来提升器件性能和集成度，这让我看到了电子元件“微雕”的艺术，以及材料在其中扮演的不可或缺的角色。这本书给我带来的不仅仅是技术知识，更是一种严谨的科学思维方式，让我能够更深入地理解电子世界，并且触类旁通。

评分☆☆☆☆☆

我一直对材料科学在现代科技中的核心作用深感着迷，而《现代电子材料与元器件》这本书正是将这种联系展现得淋漓尽致。它不仅仅是罗列各种电子材料的性能参数，更是深入探讨了这些材料的微观结构、晶体学特性以及化学组成如何直接影响其宏观的电学、磁学、光学以及热学性能。例如，书中在介绍高介电常数材料时，详细分析了不同晶体结构和化学配比如何影响其诱电率，以及这些材料在电容器制造中的关键作用。这让我明白了为什么并非所有材料都能成为电子元件的“基石”，选择合适的材料是实现高性能器件的前提。此外，书中对于功能材料的介绍也相当精彩，比如铁电材料、压电材料、磁性材料等等，作者不仅仅介绍了它们的物理现象，更深挖了其背后的量子力学和固体物理原理，让我对这些“魔幻”材料的运作机制有了更科学的认识。特别是关于铁电材料在存储器和传感器方面的应用，以及压电材料在换能器和微驱动器中的作用，都让我眼前一亮。本书的语言风格严谨而专业，但又不乏启发性，尤其是在论述某些复杂材料的生长机理和性能调控方法时，作者的分析鞭辟入里，让我受益匪浅。对于任何希望深入理解电子世界背后物质基础的读者来说，这本书都是一本不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在电子行业一线工作的工程师，我一直在寻找一本能够系统性梳理当前电子材料和元器件发展脉络，并对其未来趋势进行预测的书籍，《现代电子材料与元器件》无疑满足了我的期待。它不仅仅停留在基础理论的层面，而是紧密结合了最新的产业动态和技术瓶颈，为我提供了一个非常实用的参考框架。书中对当前主流电子元器件的材料选择和制造工艺进行了详细的分析，例如在讨论功率半导体器件时，作者深入分析了SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等宽禁带半导体材料的优势，以及它们在提高器件效率、降低损耗方面的关键作用，这对于我理解当前新能源汽车、5G基站等领域的技术进步非常有帮助。同时，书中也对一些新兴的电子材料，如二维材料（如石墨烯、MXenes）在下一代电子器件中的潜在应用进行了前瞻性的探讨，让我对未来的技术发展方向有了更清晰的认识。我特别欣赏书中在分析材料特性时，不仅给出理论公式，还结合了实际的实验数据和仿真结果，这种“理论与实践相结合”的叙述方式，让内容更具说服力和可信度。这本书为我提供了一个更宏观的视野，让我能够跳出具体的器件设计，去思考材料层面可能带来的颠覆性创新，无疑会对我的工作产生积极的影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容简直是为我这种对“为什么”和“怎么做”充满好奇的技术爱好者量身定做的！我一直对电子元件的内部构造和工作原理感到神秘，而《现代电子材料与元器件》则像一把钥匙，一一解开了我的疑惑。书中的讲解非常深入浅出，例如在介绍半导体PN结时，作者不仅仅给出定义，而是详细分析了空穴和电子的运动、扩散、复合等过程，并辅以清晰的示意图，让我对载流子的行为有了直观的理解。更让我惊喜的是，书中还涉及了许多目前非常热门的前沿技术，比如MEMS（微机电系统）技术，作者详细阐述了其在传感器、执行器等领域的应用，以及实现这些微小精密器件所需的特殊材料和制造工艺。我之前对MEMS只停留在概念层面，读完这部分内容，我才明白原来这些微小的“芯片级”机械设备是如何通过光刻、蚀刻等技术一步步“雕刻”出来的，涉及到的材料选择和工艺控制要求之高，令人叹为观止。另外，书中对各种传感器的工作原理也进行了详尽的介绍，从电阻式、电容式到压电式，再到光学、磁学传感器，作者都一一剖析了其背后的材料特性和物理效应，让我对身边的各种智能设备有了更深层次的认识。这本书的价值在于，它不仅教会我“是什么”，更让我理解了“为什么会这样”，这种知识体系的构建对我来说意义重大。