(全英文)半導體納米材料在太赫茲電場中的特性瀋韜 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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瀋韜 著

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齣版社： 冶金工業齣版社

ISBN：9787502461614

商品編碼：29729163058

包裝：平裝

齣版時間：2014-03-01

基本信息

書名:(全英文)半導體納米材料在太赫茲電場中的特性瀋韜

定價：36.00元

售價：24.5元,便宜11.5元,摺扣68

作者:瀋韜

齣版社：冶金工業齣版社

齣版日期：2014-03-01

ISBN：9787502461614

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書係統詳盡地介紹瞭半導體基礎納米結構在太赫茲電場中的響應特性、空間載流子受激運動機理、解析及快速分析的方法。涵蓋瞭半導體基礎理論，載流子輸運方程分析、有限元數值方法解析、等效電路分析方法等內容。《半導體納米材料在太赫茲電場中的特性(英文版)》由瀋韜編著。

目錄

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1　Introduction
　References
2　Theoretical Framework
　2.1　Electromagic Field Theory
　2.2　Brief Review on Related Semiconductor Physics
　　2.2.1　Energy band theory
　　2.2.2　Carrier concentration at thermal equilibrium
　2.3　Charge Transport in Semiconductor
　References
3　Semiconductor Nanostructure in the Static Electric Field　
　3.1　Semiconductor Nanoplate in the Static Field
　3.2　Semiconductor Nanoparticle in the Static Field
4　Response of Elementary Semiconductor Nanostructures in Quasi-Static Electric Field
　4.1　Carrier Dynamics
　4.2　Semiconductor Nanoplate in the Quasi-Static Field
　4.3　Semiconductor Nanoparticle in the Quasi-Static Field
　References
5　Full Wave Analysis
　5.1　Full Wave Analysis of a Semiconductor Nanoparticle
　5.2　Response of Semiconductor Nanoparticle with High Doping Level in Dynamic Field
6　Equivalent Circuit Representation for Conductive Nanostructure
　6.1　Basic Concepts of Equivalent Circuit
　6.2　Equivalent Circuit Representation for the Semiconductor Nanoplate
　6.3　Equivalent Circuit Representation for the Semiconductor Nanoparticle
　6.4　Equivalent Circuit Representation for the Metal Nanoparticle
　References
7　Conclusion
　7.1　Summary
　7.2　Suggestions for Future Work
Appendix A
Appendix B

作者介紹

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文摘

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序言

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飛躍物質邊界：納米科學與新材料的宏偉圖景 在人類探索微觀世界的漫長旅途中，納米科學無疑是近年來最令人振奮的領域之一。當物質的尺度縮小到原子和分子的範疇，那些看似平凡的材料便會展現齣迥異於宏觀世界的奇妙性質，為科技創新開啓瞭無限可能。本書將帶領讀者深入瞭解納米科學的基石，探討納米尺度下物質行為的獨特規律，並聚焦於那些正在重塑我們未來生活的新興納米材料。 一、納米世界的奇跡：尺寸效應與量子範疇 理解納米科學，首先要認識到“尺寸”這一概念在微觀尺度下的顛覆性力量。當材料的尺寸減小到納米級彆（1至100納米），其物理、化學及電子特性會發生顯著變化。這種變化並非簡單的綫性縮小，而是源於兩種根本性的物理現象：錶麵效應和量子尺寸效應。 錶麵效應： 隨著材料尺寸的減小，其錶麵原子占總體原子的比例急劇增加。這意味著材料的錶麵性質（如錶麵能、錶麵活性、催化活性）變得尤為重要，甚至主導瞭整個材料的行為。例如，納米顆粒的錶麵積遠大於相同質量的塊體材料，這使得它們更容易與外界發生反應，成為高效的催化劑和藥物載體。高比錶麵積也極大地影響瞭材料的光學和電學特性，例如，許多納米材料在可見光區域會呈現齣獨特的顔色。 量子尺寸效應： 當材料的尺寸接近或小於電子的德布羅意波長時，材料內部電子的運動會受到空間尺寸的限製，其能量狀態不再是連續的，而是量子化的。這就好比將電子“囚禁”在一個微小的“盒子”裏，它們隻能占據特定的、離散的能級。這種量子化效應導緻瞭許多宏觀材料所不具備的獨特光學和電學性質。例如，量子點的發光顔色隨著其尺寸的變化而變化，這是其量子尺寸效應最直觀的錶現，也是其在顯示技術、生物成像等領域大放異彩的關鍵。同樣，半導體材料的帶隙在納米尺度下也會因量子限製而發生改變，進而影響其導電性和光電轉換效率。 本書將深入剖析這些基本原理，通過清晰的圖示和形象的比喻，幫助讀者構建對納米世界尺寸效應和量子範疇的深刻理解，為後續對具體納米材料的探討奠定堅實的基礎。 二、材料之舞：從傳統到革新 在納米尺度下，材料科學正經曆一場前所未有的革命。經典的材料分類體係在麵對納米材料時顯得不足，取而代之的是對材料結構、組成以及製造工藝的精細調控。本書將重點介紹幾類具有代錶性的納米材料，它們已經或正在改變著眾多技術領域。 納米顆粒（Nanoparticles）： 這是最基本也是最廣泛研究的納米材料形式。它們可以是金屬納米顆粒（如金、銀、鉑）、氧化物納米顆粒（如二氧化鈦、氧化鋅）、量子點（semiconductor quantum dots）、碳基納米顆粒（如富勒烯、碳納米管的片段）等等。本書將探討不同種類納米顆粒的製備方法（如濕化學法、氣相沉積法），以及它們在催化、傳感器、生物醫藥、能源存儲等領域的應用。例如，金屬納米顆粒的光學共振效應（錶麵等離激元）使其成為納米光學和傳感器的重要組成部分。 納米綫（Nanolnterconnects）與納米棒（Nanotubes）： 這些一維納米材料展現齣獨特的電子和光學傳輸特性。例如，碳納米管因其優異的導電性、導熱性、機械強度而被稱為“新材料之王”，在電子器件、復閤材料、能源領域具有巨大的潛力。半導體納米綫，如矽納米綫，則因其高長徑比和量子限製效應，在高性能晶體管、光電器件、生物傳感器等方麵備受關注。本書將解析這些一維納米結構的構築原理，以及它們如何實現高性能的電子和光電器件。 二維納米材料（2D Nanomaterials）： 以石墨烯為代錶的二維納米材料，厚度僅為一個原子層，擁有近乎完美的二維結構，帶來瞭前所未有的物理和化學性質。石墨烯的高導電性、高導熱性、高強度以及其獨特的電子能帶結構，使其在電子學、能源、復閤材料等領域具有革命性的應用前景。除瞭石墨烯，過渡金屬硫族化閤物（TMDs）如MoS2、WS2等二維材料，也因其可調的帶隙和獨特的光電特性，在光電器件、催化等領域展現齣巨大的潛力。本書將深入探討這些二維材料的製備技術，並揭示其超越三維材料的獨特優勢。 多孔納米材料（Porous Nanomaterials）： 具有納米尺度的孔隙結構的材料，如金屬有機框架（MOFs）、多孔氧化物等，因其超高的比錶麵積和可調控的孔道結構，在氣體吸附與分離、催化、藥物緩釋、傳感器等領域扮演著越來越重要的角色。本書將闡述這些材料的構築策略，以及如何利用其獨特的孔道結構實現對分子行為的精準控製。 三、前沿展望：跨學科的融閤與無限可能 納米科學並非孤立的學科，它的發展離不開與其他尖端技術領域的交叉融閤。本書將目光投嚮未來，探討納米科學如何與其他領域協同發展，催生齣顛覆性的技術。 納米技術與生物醫學的融閤（Nanomedicine）： 納米材料在藥物遞送、疾病診斷、靶嚮治療、組織工程等生物醫學領域展現齣巨大的應用潛力。例如，納米載體可以將藥物精準地輸送到病竈部位，減少對正常組織的副作用；納米探針可以實現對早期疾病的靈敏檢測。本書將介紹納米技術在改善人類健康方麵的應用前景。 納米技術與能源科學的融閤（Nanoenergy）： 納米材料在提高太陽能電池效率、開發新型儲能器件（如鋰離子電池、超級電容器）、實現高效催化（如氫氣生産）、熱電轉換等方麵發揮著關鍵作用。例如，納米結構的電極材料能夠顯著提升電池的容量和充放電速度。本書將探討納米材料如何助力解決全球能源危機。 納米技術與信息技術的融閤（Nanoelectronics & Photonics）： 隨著傳統半導體技術的摩爾定律接近極限，納米技術為電子器件的小型化、高性能化提供瞭新的途徑。新型納米材料如二維材料、納米綫等，能夠製造齣更小、更快、更節能的電子和光電子器件，推動信息技術的持續發展。本書將展望納米技術在構建下一代計算和通信係統中的作用。 納米技術與環境科學的融閤（Nanoenvironment）： 納米材料在水汙染治理、空氣淨化、環境監測等方麵也展現齣獨特的優勢。例如，納米吸附劑能夠高效去除水中的重金屬離子和有機汙染物；納米傳感器能夠實時監測大氣中的有害氣體。本書將介紹納米技術在環境保護中的應用。 結語 納米科學是21世紀最具活力的科學前沿之一，它不僅在理論上挑戰著我們對物質世界的認知，更在實踐中以前所未有的方式推動著科技的進步。本書旨在為讀者呈現一個宏大而精細的納米科學圖景，從基本原理到材料特性，從應用前景到跨學科融閤，力求展現納米科學的博大精深與無限可能。通過深入淺齣的講解，本書希望激發讀者對這一領域的興趣，並為那些投身於納米科學研究和應用的人們提供有價值的參考。材料的邊界正在被不斷突破，而納米科學正是那把解鎖無限可能的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的潛在讀者群應該非常廣泛，涵蓋瞭從理論物理、應用數學到電子工程等多個學科背景的人員。因此，我非常關注作者在介紹新概念時的“敘事技巧”。對於那些需要快速入門的跨學科研究人員來說，如果能有一個清晰的、類比式的引言部分，將復雜的太赫茲物理概念與他們熟悉的領域（比如微波或紅外物理）進行有效對比，將極大地降低學習門檻。我希望這本書的排版設計也能夠體現齣對讀者的尊重，圖錶的清晰度和注釋的詳盡程度至關重要。例如，當討論能帶結構或態密度（DOS）與太赫茲吸收的關係時，圖示應該能夠清晰地標示齣不同費米能級或摻雜濃度對應的具體能級位置。簡而言之，這本書如果能做到既能滿足頂尖專傢對細節的苛求，又能讓有誌於此的新手快速上手掌握核心要領，那麼它將毫無疑問成為該領域的裏程碑式著作。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期望，很大程度上是基於其標題中“瀋韜”這個名字所暗示的嚴謹學風。我希望這本書的論述邏輯是層層遞進、毫無冗餘的。特彆是對於太赫茲場與半導體載流子的耦閤機製，期待能看到比現有綜述更精細的物理圖像。例如，德魯德模型在解釋納米尺度效應時的局限性，以及如何引入更復雜的散射機製（如聲子散射、錶麵等離子體共振耦閤）來更精確地描述太赫茲吸收譜的細節。此外，書中對非綫性光學效應的探討也令我充滿好奇——在高強度的太赫茲脈衝作用下，這些納米材料是否會展現齣顯著的太赫茲頻率倍增或太赫茲場誘導的帶隙工程效應？這種對基礎物理極限的探索，纔是真正能推動學科嚮前發展的動力。簡潔、精確、富有洞察力地解析這些復雜現象，是我對一本優秀學術專著的最高要求。

評分☆☆☆☆☆

從一名資深工程師的角度來看，這類前沿書籍的價值往往體現在其對“可製造性”和“穩定性”的討論深度上。純粹的理論模型固然重要，但若脫離瞭實際工藝的限製，研究成果就很難轉化為量産的器件。我希望能在這本書中看到，在構建這些半導體納米結構時，當前主流的自下而上（如分子束外延、化學氣相沉積）或自上而下（如光刻、刻蝕）工藝，對最終的太赫茲響應特性究竟産生瞭何種可量化的影響。譬如，納米綫的直徑均勻性、量子點陣的排列缺陷密度，這些微觀形貌特徵如何直接映射到太赫茲吸收峰的展寬或峰值強度的變化上？如果作者能提供一些關於極端條件下（如高溫、高濕或強輻射環境）這些納米器件太赫茲性能衰減的初步評估，那麼這本書的實用價值將大大提升，它不再僅僅是學術探討的工具，而是能夠指導工程選型和長期可靠性預測的寶貴資料。

評分☆☆☆☆☆

這部書的封麵設計著實吸引人，簡潔卻又不失專業感，黑白灰的基調很好地烘托瞭其主題的深度與廣度。光是看到“半導體納米材料”和“太赫茲電場”這兩個詞匯的組閤，就足以讓關注前沿物理和電子工程的讀者心頭一震。我尤其期待作者在討論納米尺度下量子效應與宏觀電磁波相互作用的章節，畢竟這正是當前物理學界研究的熱點和難點所在。想象一下，在如此微小的尺度上，材料的本徵特性如何被外部瞬態強場深刻地重塑，那種跨越不同尺度的物理圖像構建，無疑是需要深厚理論功底和精湛實驗洞察力的。如果書中能提供一些關於新型超快錶徵技術在太赫茲頻段的應用案例，那就更完美瞭，畢竟理論的驗證離不開先進的實驗支撐，清晰的物理機製闡釋與實際觀測數據的結閤，纔是構建紮實知識體係的關鍵。我希望這本書不隻是停留在公式推導，更能描繪齣未來在高速通信、成像技術等領域中，這些新型材料可能帶來的顛覆性變革，讓讀者感受到研究的溫度與實際價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名材料科學背景的初級研究人員，我一直在尋找一本既能深入淺齣地介紹太赫茲物理基礎，又能緊密結閤納米結構特性的參考書。市麵上很多教材要麼過於偏重經典電磁學，對量子效應的討論蜻蜓點水；要麼就是純粹的凝聚態物理，對太赫茲波段的工程應用著墨不多。因此，我非常看重作者如何平衡這些理論鴻溝。我特彆關注書中對摻雜、缺陷控製等對納米材料太赫茲響應影響的分析。例如，二維材料如石墨烯或過渡金屬硫化物（TMDs）在超快激光泵浦下的載流子動力學，如何通過太赫茲時域光譜（THz-TDS）被有效地捕捉和解析，這對我正在進行的項目至關重要。如果能看到不同晶體結構（如六方 vs. 正交）對太赫茲吸收和摺射率的各嚮異性影響的詳細討論，那無疑會極大地拓寬我的理解深度。這本書能否成為連接基礎理論與實際器件設計之間的橋梁，是我衡量其價值的主要標準。