BF-半导体物理性能手册-第2卷-(下册)-(日)足立贞夫 哈尔滨工业大学出版社 9787 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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日足立贞夫 著

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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560345178

商品编码：29794784720

包装：平装

出版时间：2014-04-01

图书基本信息
图书名称	半导体物理性能手册-第2卷-(下册)	作者	(日)足立贞夫
定价	248.00元	出版社	哈尔滨工业大学出版社
ISBN	9787560345178	出版日期	2014-04-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

足立贞夫编著的《半导体物理性能手册(第2卷下 )/Springer手册精选原版系列》介绍了各族半导体、化合物半导体的物理性能，包括： Structural Properties结构特性 Thermal Properties热学性质 Elastic Properties弹性性质 Phonons and Lattice Vibronic Properties 声子与晶格振动性质 Collective Effects and Related Properties集体效应及相关性质 Energy-Band Structure：Energy-Band Gaps 能带结构：能带隙 Energy—Band Structure：Electron and Hole Effective Masses能带结构：电子和空的有效质量 Electronic Deformation Potential电子形变势 Electron Affinity and Schottky Barrier Height电子亲和能与肖特基势垒高度 Optical Properties光学性质 Elastooptic，Electrooptic， andNonlinearOptical Properties弹光、电光和非线性光学性质 Carrier Transport Properties载流子输运性质 《半导体物理性能手册(第2卷下)/Springer手册精选原版系列》适用对象包括材料、微电子学、电子科学与技术等专业的本科生和研究生，以及从事半导体研究的专业人员。

作者简介

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目录

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文摘

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序言

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BF-半导体物理性能手册-第2卷-(下册) 内容概要 本书是“BF-半导体物理性能手册”系列中的第二卷，聚焦于半导体物理性能的深度探讨，特别是在下册部分，将内容细化至更加专业和前沿的领域。本卷在前一卷的基础上，进一步拓展了半导体材料的种类、关键物理参数的测量与分析方法，以及其在不同应用场景下的性能表现。全书力求为读者提供一个全面、系统且深入的半导体物理性能知识体系，以满足科研人员、工程师以及相关领域学习者的需求。 核心章节与重点内容 第一部分：先进半导体材料的物理特性 本部分将深入介绍当前半导体领域备受关注的新型材料及其独特的物理性能。 宽禁带半导体（WBG）材料： 碳化硅（SiC）的深入研究： 详细阐述不同晶型（如4H-SiC, 3C-SiC）的晶体结构、能带结构、载流子迁移率、击穿电场强度、热导率等关键物理参数。重点分析SiC在高温、高频、高功率应用中的优势，如MOSFET、肖特基二极管的性能提升。探讨SiC材料的生长技术（如PVT法、LPE法）及表面处理工艺对性能的影响。 氮化镓（GaN）的性能解析： 聚焦于GaN及其合金（如AlGaN, InGaN）的物理特性。深入分析其高电子迁移率（HEMT）的来源，以及AlGaN/GaN异质结的二维电子气（2DEG）特性。详细介绍GaN在高频射频器件（如功率放大器）、蓝光LED、激光二极管等领域的应用潜力。讨论GaN外延生长技术（如MOCVD, MBE）的挑战与进展。 其他WBG材料展望： 简要介绍金刚石（Diamond）、氧化镓（Ga2O3）等新兴宽禁带半导体材料，包括其独特的物理性质，以及在极端条件应用中的潜在优势。 低维半导体材料： 二维（2D）材料的物理学： 详细介绍石墨烯（Graphene）、过渡金属硫化物（TMDs，如MoS2, WS2）、黑磷（Black Phosphorus）等2D材料的电子结构、光学性质、热学性质。重点分析其独特的量子 confinement 效应和表面效应，以及在纳米电子器件、光电器件、传感器等领域的应用前景。 量子点（Quantum Dots）与量子线（Quantum Wires）： 阐述尺寸效应如何影响半导体材料的能带结构和光学性质，如量子限域斯塔克效应、荧光特性。介绍量子点在显示技术（QLED）、生物成像、光伏电池等方面的应用。 第二部分：关键物理参数的测量、分析与建模 本部分将重点介绍用于表征半导体材料物理性能的先进测量技术和理论模型。 载流子输运特性的精确测量： 霍尔效应测量： 详细讲解不同温度、不同掺杂浓度下霍尔效应的测量原理、仪器配置及数据处理方法。重点分析如何通过霍尔效应精确获得载流子浓度、迁移率、导电类型等关键参数。 时间飞行（Time-of-Flight, TOF）测量： 介绍TOF技术在测量载流子寿命、扩散系数、漂移速度等动态特性的应用，及其在光电探测器、半导体激光器等器件设计中的重要性。 电容-电压（C-V）测量： 深入分析C-V曲线的物理意义，如何用于测量掺杂分布、结深、表面态密度、击穿电压等。重点介绍在MOS器件、PN结等结构中的应用。 光学与电光学特性的表征： 光致发光（Photoluminescence, PL）与电致发光（Electroluminescence, EL）： 详细讲解PL和EL的原理、设备、以及如何通过光谱分析获得能带间隙、杂质能级、激子效应等信息。重点介绍其在LED、LD、太阳能电池等光电器件性能评估中的作用。 反射光谱（Reflectance Spectroscopy）与透射光谱（Transmittance Spectroscopy）： 分析如何通过光谱测量获取材料的介电常数、折射率、吸收系数等光学常数，以及其在光学薄膜、抗反射涂层等设计中的应用。 拉曼散射（Raman Scattering）： 介绍拉曼散射技术如何用于表征材料的晶格振动模式、晶体质量、应力状态，以及区分不同晶型和相变。 表面与界面特性的分析： 扫描隧道显微镜（STM）与原子力显微镜（AFM）： 介绍STM和AFM在原子尺度上观察材料表面形貌、电子态密度、表面吸附等的能力，及其在表面改性、纳米器件构建中的应用。 X射线光电子能谱（XPS）与俄歇电子能谱（AES）： 深入分析XPS和AES在确定材料表面化学态、元素组成、化学键合状态方面的优势，特别是在半导体异质结、表面钝化、污染物分析中的重要性。 透射电子显微镜（TEM）与扫描电子显微镜（SEM）： 详细介绍TEM和SEM在材料微观结构、晶体缺陷、界面结构、形貌观察等方面的应用，以及与EDX/WDS联用进行成分分析。 半导体器件物理模型与仿真： 漂移-扩散模型（Drift-Diffusion Model）： 阐述在稳态和瞬态条件下，载流子在电场作用下的运动规律，以及其在PN结、MOSFET等器件仿真中的应用。 蒙特卡罗模拟（Monte Carlo Simulation）： 介绍蒙特卡罗方法在模拟高能载流子输运、器件内部非平衡输运过程中的优势，尤其适用于宽禁带半导体和高频器件。 有限元/有限差分方法（FEM/FDM）： 探讨如何利用这些数值方法求解半导体方程组，实现对复杂器件结构和多物理场耦合效应的仿真。 第三部分：先进半导体器件的性能优化与应用 本部分将结合前面章节介绍的材料特性和测量方法，探讨如何在实际器件中优化性能，并展望未来应用。 功率半导体器件的性能提升： SiC和GaN功率器件的设计与优化： 结合SiC和GaN材料的特点，详细分析MOSFET、IGBT、肖特基二极管等器件的结构设计、栅氧化层技术、栅极控制、散热设计等，以实现更高的电压、电流密度和更低的损耗。 第三代半导体在新能源汽车、电力电子中的应用： 探讨SiC和GaN器件在电动汽车电机控制器、车载充电器、光伏逆变器、风力发电等领域的具体应用案例及性能优势。 微电子与光电子器件的创新： FinFET和GAAFET等先进CMOS结构： 分析这些三维结构如何克服传统平面MOSFET的短沟道效应，提升栅极控制能力，实现更低的功耗和更高的集成度。 先进LED与LD技术： 深入研究GaN基LED和LD的发光效率、色纯度、寿命等关键性能参数的提升策略，以及在显示、照明、通信等领域的最新进展。 高灵敏度光探测器与图像传感器： 探讨如何利用低维材料、异质结结构等设计高性能光探测器，以及在光谱分析、成像技术中的应用。 柔性与可穿戴电子器件： 柔性半导体材料的开发与应用： 介绍有机半导体、聚合物半导体、薄膜晶体管（TFT）等在柔性显示、柔性传感器、可穿戴健康监测设备中的应用。 印刷电子技术与材料： 探讨将半导体材料通过印刷技术集成到各种基底上的可能性，以及在低成本、大面积电子器件制造中的潜力。 结论 “BF-半导体物理性能手册-第2卷-(下册)”旨在为读者提供一个深入、系统、前沿的半导体物理性能知识体系。通过对先进材料的深入分析、关键物理参数的精确测量方法、以及器件性能优化与创新应用的探讨，本书期望能够赋能半导体领域的科研人员、工程师以及广大学子，为推动半导体技术的进步和创新应用贡献力量。本书的编写力求严谨、详实，贴近实际应用，是理解和掌握现代半导体物理性能不可或缺的参考。

评分☆☆☆☆☆

我得承认，这套书的排版和文字的密度，对于习惯了现代快节奏阅读的读者来说，可能需要一个适应期。它走的显然是传统理工科书籍的严谨路线，大量的公式推导占据了主要的篇幅，图示虽然精良，但更多是作为对数学推导的辅助说明，而不是独立的解释工具。这意味着，读者必须具备扎实的微积分和线性代数基础，否则光是跟上公式的每一步变换都会感到吃力。不过，一旦你克服了最初的阅读障碍，你就会发现这种“硬核”的风格带来的好处——那就是极其高的信息密度和极低的“水分”。每一个段落、每一个公式都有其存在的明确目的，没有冗余的修辞或不必要的背景铺垫。对于我们这些需要深入理解晶体管或光电器件“为什么”会那样工作的工程师来说，这种直接面对物理核心的叙述方式才是最宝贵的财富。它迫使你思考，而不是仅仅接受结论，这才是真正的学习过程。

评分☆☆☆☆☆

这本关于半导体物理性能的参考书，从内容深度和广度上来看，确实体现了作者在这一领域的深厚造诣。尽管我手头这本是精装的第二卷下册，但我能感受到整个系列构筑了一个非常严谨的知识体系。尤其是那些关于器件工作原理的深入探讨，简直是教科书级别的细致。比如，它对载流子输运机制的阐述，不仅仅停留在理论公式的堆砌，而是结合了实际材料的晶格结构和缺陷效应进行分析，这对理解为什么某些材料在特定条件下性能会发生剧烈变化至关重要。书中对高场效应下的载流子行为、以及不同温度区间内材料参数的漂移，都有非常详尽的数学模型支撑，读起来虽然需要一定的物理基础，但一旦啃下来，对搞研发或者深入研究的人来说，绝对是如虎添翼的利器。作者在介绍新概念时，总是先追溯到最基本的物理定律，再逐步推导出现象的本质，这种循序渐进的叙述方式，极大地降低了理解复杂物理过程的门槛，即便是一个初入该领域的研究者，也能从中找到清晰的路径。这本书的价值在于它的工具性，它不是一本轻快的科普读物，而是一本需要反复查阅、时常翻阅的“案头宝典”，其详实的图表和数据支撑，让任何实验结果的分析都有了坚实的理论后盾。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这套书的时候，最让我眼前一亮的还是它对于“性能”这个概念的全面覆盖。很多同类书籍往往只聚焦于某一个特定的物理过程，比如只是讲电学特性，或者仅仅侧重于光学响应。但这一卷（特别是下册的部分）似乎将半导体材料可能遇到的所有物理性能指标都囊括进去了，从热力学平衡态下的载流子浓度分布，到动态过程中的弛豫时间，再到表面态对器件性能的耦合影响，简直是面面俱到。特别是关于界面物理的讨论，那几章内容写得尤为精彩，清晰地剖析了异质结结构中能带失配和界面陷阱密度是如何成为制约器件效率的瓶颈的。我个人对这部分内容非常感兴趣，书中对于如何通过掺杂工程和界面钝化技术来“驯服”这些不利的界面效应，提供了大量可操作的思路和理论依据。这种从基础物理到工程实践的无缝衔接，是衡量一本优秀技术手册的关键标准。阅读过程中，我甚至发现了一些在近十年发表的学术论文中依然被引用的经典模型，足见其内容的经久不衰和前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏这本书在处理“例外”和“非理想情况”时的态度。在半导体世界里，完美的晶体结构只存在于理论模型中，而现实中充满了位错、空位、杂质等各种缺陷。很多教材会把这些缺陷处理成脚注或者简单的修正项，但这一卷对缺陷物理的分析却是放在了相当重要的位置。作者详尽地论述了深能级缺陷如何捕获和复合载流子，以及它们如何导致器件寿命的急剧下降。更难得的是，书中还涉及到了在极端工作条件下的材料响应，比如在接近禁带边缘的强辐射环境下，材料的电学特性会如何发生不可逆的改变。这种对“鲁棒性”（Robustness）的关注，使得这本书不仅仅是一本关于理想半导体的指南，更是一本指导我们如何在复杂、非理想的实际应用中进行设计的工具书。它教会我们，设计一个真正可靠的半导体器件，必须把对“不完美”的理解放在与对“完美”的理解同等重要的位置上。

评分☆☆☆☆☆

从作者的背景和出版社的风格来看，这本手册显然是面向专业研究和高阶教学的。它的翻译质量也相当可靠，尽管涉及到大量专业术语，但译者保持了高度的准确性和一致性，避免了不同章节间术语混乱的问题，这对于跨章节查阅资料时尤其重要。比如，书中对“有效质量”这个概念的阐述，就非常巧妙地结合了能带的曲率和晶体结构对称性，并给出了针对不同材料体系的有效质量张量表达式。这种细致入微的处理，让读者可以很方便地将书中的理论框架直接映射到自己手中的特定材料数据上。总的来说，这本书的价值不在于它的“新颖性”——毕竟半导体物理的基本原理已经建立多年——而在于它的“完备性”和“权威性”。它就像是一部详尽的、由顶尖专家编写的半导体物理“宪法”，所有后续的理论和实践都应该以它为基础进行拓展和验证。对于任何希望在这个领域做出深度贡献的人来说，这都是一本绕不开的经典文献。