新型电子薄膜材料(第2版)

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陈光华 等 著
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  • 电子薄膜材料
  • 新型材料
  • 材料科学
  • 物理学
  • 化学
  • 纳米技术
  • 半导体
  • 电子工程
  • 器件物理
  • 薄膜技术
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122131812
版次:2
商品编码:10960539
包装:平装
开本:16开
出版时间:2012-04-01
页数:340

具体描述

编辑推荐

   《新型电子薄膜材料(第2版)》既可作为相关专业高年级大学生及研究生的教学参考书,也可供广大从事薄膜科学与技术的工程技术人员、科技工作者参考。

内容简介

   能源、材料、信息科学是新技术革命的先导和支柱。作为特殊形态材料的薄膜,已成为微电子学、光电子学、磁电子学、刀具超硬化、传感器、太阳能利用等新兴学科的材料基础,并已涉及电子、计算机、磁记录、信息、传感器、能源、机械、光学、航空、航天、核工业等各个部门。《新型电子薄膜材料(第2版)》内容既介绍各类固体薄膜的研究和发展情况,也包括国内学者和著者的研究成果,反映了当前学科的先进水平。
   《新型电子薄膜材料(第2版)》基本上保持了《新型电子薄膜材料》第一版的原貌。与第一版相比,增加了第ⅢA~ⅤA族化合物太阳能电池、聚光太阳能电池和有机薄膜太阳能电池,反映了有关薄膜太阳能电池材料和技术研究的新成果。另外,还对碳基薄膜材料,包括富勒烯薄膜、碳纳米管薄膜和石墨烯薄膜等内容进行了重点介绍。

目录

第1章 绪论
1.1 薄膜的定义及特性
1.1.1 薄膜的定义
1.1.2 薄膜材料的分类
1.1.3 薄膜材料的特殊性
1.1.4 薄膜结构的缺陷
1.1.5 薄膜的光学特性
1.2 薄膜材料研究现状
1.3 新型薄膜材料发展前景
参考文献
第2章 硅基半导体薄膜材料
2.1 概述
2.2 硅基非晶态半导体薄膜
2.2.1 非晶半导体薄膜材料的结构特点
2.2.2 非晶态半导体薄膜材料的制备方法
2.2.3 非晶态半导体薄膜材料的能带模型
2.2.4 非晶态半导体薄膜材料的电学特性
2.2.5 非晶态半导体的光学性质
2.2.6 非晶半导体薄膜材料在光电器件方面的独特性能
2.2.7 非晶半导体薄膜材料质量的研究近况
2.3 多晶硅和微晶硅薄膜
2.3.1 μc�睸i∶H薄膜
2.3.2 多晶Si薄膜
2.4 薄膜晶体管与大面积液晶显示器
2.4.1 a�睸i∶H TFT的结构、制备和工艺
2.4.2 a�睸i∶H TFT的工作特性
2.4.3 新型μc�睸i∶H /a�睸i∶H双有源层结构的薄膜晶体管
2.4.4 a�睸i∶H TFT在有源矩阵中的应用
参考文献
第3章 金刚石薄膜及相关材料
3.1 概述
3.2 金刚石薄膜
3.2.1 金刚石薄膜的结构
3.2.2 金刚石薄膜的优异特性
3.2.3 金刚石薄膜的制备方法
3.2.4 强碳化物形成元素衬底上金刚石薄膜的生长特性及过渡层的研究
3.2.5 织构金刚石薄膜的制备
3.3 类金刚石膜(DLC)
3.3.1 类金刚石薄膜的相结构
3.3.2 类金刚石膜的制备方法
3.3.3 类金刚石薄膜直流电导特性的研究
3.3.4 类金刚石膜的光学特性
3.3.5 类金刚石薄膜的力学特性
3.3.6 类金刚石膜的其他特性
3.3.7 类金刚石膜的应用
3.4 立方氮化硼薄膜
3.4.1 氮化硼的四种异构体
3.4.2 立方氮化硼的性质和应用前景
3.4.3 立方氮化硼薄膜的制备方法
3.4.4 氮化硼薄膜的n型掺杂
3.4.5 氮化硼薄膜的p型掺杂
3.4.6 立方氮化硼薄膜的研究现状及面临的问题
3.5 β�睠3N4薄膜
3.5.1 β�睠Nx薄膜的原子结构
3.5.2 β�睠3N4薄膜的制备与特性表征
3.5.3 β�睠3N4的应用前景
3.6 BCN薄膜
3.6.1 BCN薄膜的结构
3.6.2 BCN薄膜的制备
3.6.3 BCN薄膜的电学性质
3.6.4 BCN薄膜的光学带隙
3.7 其他硬质薄膜
3.7.1 氮化物、磷化物、硼化物及氧化物
3.7.2 硬质薄膜材料的物性
3.7.3 硬质复合薄膜材料
3.7.4 固体润滑膜
3.8 宽带隙薄膜材料场电子发射研究的现状和问题
3.8.1 概述
3.8.2 金刚石薄膜的场电子发射
3.8.3 类金刚石(DLC)薄膜的场发射
3.8.4 其他宽带隙材料薄膜的场发射
3.8.5 存在的问题
参考文献
第4章 碳基薄膜材料
4.1 概述
4.2 碳的价键结构
4.2.1 碳的价键结构
4.2.2 碳的同素异构体
4.3 富勒烯薄膜材料
4.3.1 碳富勒烯的结构
4.3.2 C60富勒烯薄膜的表征
4.3.3 C60富勒烯薄膜的制备
4.3.4 富勒烯的性质
4.3.5 C60富勒烯薄膜在有机电致发光器件中的应用
4.3.6 C60单电子管
4.4 碳纳米管薄膜材料
4.4.1 碳纳米管的结构
4.4.2 碳纳米管的性质
4.4.3 碳纳米管薄膜的制备方法
4.4.4 取向生长碳纳米管薄膜的制备及场致电子发射特性
4.4.5 单壁碳纳米管三极管
4.5 石墨烯薄膜材料
4.5.1 石墨烯的结构和性质
4.5.2 石墨烯薄膜的制备与表征方法
4.5.3 氧化石墨还原法制备石墨烯薄膜
4.5.4 化学气相沉积法制备石墨烯
4.5.5 功能化石墨烯的应用
4.5.6 石墨烯场效应管
参考文献
第5章 硫系及其他多元化合物薄膜
5.1 概述
5.2 硫系化合物半导体
5.2.1 硫系化合物半导体材料的形成能力
5.2.2 硫系化合物材料的制备方法
5.2.3 硫系化合物掺杂的特点
5.2.4 硫系非晶态半导体的电学性质
5.2.5 硫系半导体的光致结构变化效应
5.3 薄膜静电成像——复印鼓
5.3.1 静电成像原理
5.3.2 静电成像的基本过程
5.3.3 薄膜静电成像的材料
5.3.4 复印机
5.4 纳米Sn太阳能吸热膜
5.4.1 太阳能吸热膜的基本原理
5.4.2 纳米Sn吸热膜的制备方法和特性
参考文献
第6章 薄膜太阳能电池材料
6.1 概述
6.2 a�睸i∶H太阳能电池
6.2.1 单晶太阳能电池与非晶硅太阳能电池的优缺点
6.2.2 a�睸i∶H太阳能电池的工作原理和参数
6.2.3 a�睸i∶H太阳能电池的结构和性能
6.2.4 a�睸i∶H太阳能电池的制造
6.2.5 提高a�睸i∶H太阳能电池效率和降低成本的一些措施
6.2.6 a�睸i∶H薄膜太阳能电池的研究进展
6.2.7 其他硅基薄膜太阳能电池
6.3 第ⅢA~ⅤA族化合物太阳能电池
6.3.1 第ⅢA~ⅤA族化合物材料
6.3.2 第ⅢA~ⅤA族化合物太阳能电池
6.3.3 第ⅢA~ⅤA族化合物太阳能电池的发展趋势
6.4 聚光太阳能电池
6.4.1 聚光太阳能电池的优势
6.4.2 多结太阳能电池在聚光光伏中的应用
6.4.3 聚光光伏系统的发展
6.5 CdTe太阳能电池
6.5.1 多晶薄膜CdTe太阳能电池的出现与发展
6.5.2 大面积多晶薄膜CdTe太阳能电池
6.5.3 CdTe太阳能电池的研究进展
6.6 铜铟硒(CIS)及铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池
6.6.1 CIS和CIGS薄膜太阳能电池
6.6.2 制备CIGS薄膜过程中的掺镓技术
6.6.3 CIGS薄膜太阳能电池的研究进展
6.7 有机薄膜太阳能电池
6.7.1 有机小分子太阳能电池和聚合物太阳能电池
6.7.2 染料敏化太阳能电池
6.7.3 有机太阳能电池能量转化效率(ηp)的研究
6.7.4 有机太阳能电池稳定性的研究
参考文献
第7章 纳米薄膜材料与可见光发射
7.1 概述
7.1.1 半导体纳米材料的特殊性质及研究意义
7.1.2 半导体量子点
7.2 发光机理及Si发光面临的问题
7.2.1 发光机理及发光类型
7.2.2 可见发光材料
7.2.3 人眼的视感度与LED的视感度
7.2.4 Si发光面临的问题
7.3 Ge/Si超晶格和量子阱结构材料
7.3.1 Ge/Si超晶格
7.3.2 Si/Si-xGex超晶格
7.3.3 Si/SiO超晶格
7.4 Ge/SiO2、Si/SiO2纳米膜发光
7.4.1 Ge纳米发光膜的制备
7.4.2 Ge纳米晶的发光特性
7.4.3 Ge纳米晶发光机理
7.4.4 硅纳米晶激光器初现端倪
7.5 多孔硅发光
7.5.1 多孔硅的结构
7.5.2 多孔硅的光学性质
7.5.3 多孔硅的形成机理
7.5.4 多孔硅的制作及其钝化
7.6 氮化镓基薄膜材料发光
7.6.1 氮化镓基材料的特点及其应用
7.6.2 氮化镓基材料的制备
7.6.3 氮化镓基器件
7.7 薄膜发光显示器(第ⅡA~ⅥA族化合物)
7.7.1 薄膜电致发光显示器件的制备方法及结构
7.7.2 薄膜电致发光的物理过程
7.7.3 薄膜电致发光材料
7.7.4 薄膜电致发光器件
7.8 硅中掺铒的发光特性及机理
7.8.1 铒在Si中的原子构型
7.8.2 铒在Si中的电子态
7.8.3 掺铒硅的发光机理
7.8.4 掺铒硅发光管与Si集成电路的集成
7.9 ZnO量子点——半导体激光器新材料
7.9.1 ZnSe基激光器存在的问题
7.9.2 ZnO材料的基本特性
7.9.3 ZnO的外延生长
7.9.4 ZnO量子点的光学特性
参考文献
第8章 介质薄膜材料
8.1 概述
8.2 电介质薄膜及应用
8.2.1 氧化物电介质薄膜的制备及应用
8.2.2 低介电常数含氟氧化硅薄膜
8.3 铁电薄膜及应用
8.3.1 铁电薄膜的结构制备和特性
8.3.2 铁电薄膜的应用
8.4 压电薄膜及应用
8.4.1 压电薄膜的制造技术
8.4.2 压电薄膜的压电性能
8.4.3 压电薄膜的应用
参考文献
第9章 高温超导薄膜材料
9.1 概述
9.2 高温超导薄膜的制备
9.2.1 对制膜技术的要求
9.2.2 高温超导薄膜的制备方法
9.2.3 阻挡层技术
9.3 高温超导薄膜材料的结构和性质
9.3.1 高温超导薄膜材料的结构
9.3.2 高温超导薄膜材料的性质
9.4 高温超导薄膜材料的应用
9.4.1 概述
9.4.2 高温超导约瑟夫森结技术及其应用
9.4.3 高温超导探测器的研究进展与应用前景
9.4.4 高温超导薄膜无源器件及应用
参考文献
第10章巨磁阻薄膜材料
10.1概述
10.2磁性多层膜的巨磁阻效应
10.2.1GMR效应的发现和简单原理
10.2.2GMR及层间耦合的振荡现象
10.2.3GMR与多层膜结构的依赖关系
10.2.4GMR材料的应用
10.3颗粒膜的巨磁阻效应
10.3.1颗粒膜及其制备
10.3.2颗粒膜的巨磁电阻效应
10.3.3间断膜和混合膜的巨磁电阻效应
10.4自旋阀多层膜的巨磁阻效应
10.4.1自旋阀多层结构和巨磁阻效应
10.4.2磁控溅射法制备自旋阀多层膜
10.5掺杂稀土锰氧化物的巨磁电阻效应
10.5.1掺杂稀土锰氧化物的巨磁电阻效应
10.5.2掺杂稀土锰氧化物材料的结构和早期的研究结果
10.5.3锰氧化物的巨磁电阻机制的研究
参考文献2
第11章其他薄膜材料
11.1概述
11.2超晶格和量子阱薄膜材料
11.2.1超晶格概念的提出、发展及其意义
11.2.2不同类型的半导体超晶格材料及其主要特征
11.2.3半导体超晶格材料的生长技术
11.2.4超晶格微结构材料的主要性能及应用
11.3有机电致发光薄膜
11.3.1有机电致发光的特点
11.3.2器件的结构和制备
11.3.3有机电致发光膜材料
11.3.4蓝色有机电致发光
11.4透明导电膜及其在电子工业方面的应用
11.4.1透明导电膜的种类与特性
11.4.2透明导电膜的制备方法
11.4.3透明导电膜的用途
11.5窄带隙红外光导薄膜材料(HgCdTe)
11.5.1红外探测器与HgCdTe
11.5.2HgCdTe薄膜材料的制备方法和特性
11.6变色薄膜材料
11.6.1电致变色膜
11.6.2光学变色膜
11.6.3热致变色膜
11.7防伪技术和光学防伪膜
11.7.1防伪技术的现状与薄膜防伪技术的发展
11.7.2光学防伪膜的基本原理
11.7.3整膜防伪膜的设计与工艺
11.7.4碎膜防伪技术要点
11.7.5防伪膜防伪效果的加强
参考文献3
第12章薄膜制备的新技术和检测手段
12.1概述
12.2溅射法
12.2.1基本原理
12.2.2射频溅射
12.2.3磁控溅射
12.3微波电子回旋共振化学气相沉积法
12.3.1原理
12.3.2特点
12.3.3系统
12.4分子束外延法
12.4.1基本概念
12.4.2生长原理及方法
12.4.3生长特点
12.5金属有机化学气相沉积法
12.5.1原理
12.5.2制膜系统
12.5.3特点
12.6直流电弧等离子体喷射化学气相淀积法
12.7溶胶�材�胶法
12.7.1概述
12.7.2溶胶�材�胶方法制备薄膜工艺
12.8电沉积法
12.8.1概述
12.8.2特点
12.9脉冲激光沉积法
12.9.1基本原理及物理过程
12.9.2特点
12.10触媒化学气相沉积法
12.11薄膜检测手段
12.11.1薄膜厚度测量
12.11.2扫描电子显微镜分析
12.11.3原子力显微镜分析
12.11.4X射线衍射(XRD)分析
12.11.5傅里叶变换红外光谱分析
12.11.6激光拉曼光谱(Raman)分析
12.11.7X射线光电子能谱分析
12.11.8俄歇电子能谱分析
12.11.9二次离子质谱分析
12.11.1卢瑟福背散射分析
参考文献3

前言/序言

21世纪是新材料的时代。能源、材料、信息科学是新技术革命的先导和支柱。作为特殊形态材料的薄膜,已成为微电子学、光电子学、磁电子学、刀具超硬化、传感器、太阳能利用等新兴交叉学科的材料基础,并广泛渗透到当代科技的各个领域,而且特殊功能、特殊用途的电子薄膜材料的开发本身就是材料高技术学科的重要组成部分。
《新型电子薄膜材料》第一版是2002年9月出版的,距今已近十年,随着薄膜制备技术与分析手段的发展,编者受化学工业出版社之邀,在基本保持第一版原貌的基础上,重新编写了《新型电子薄膜材料》第二版。
太阳能电池材料和技术是新能源领域的重要研究课题,而“薄膜太阳能电池材料”作为太阳能电池的主要研究领域之一,近几年来发展迅猛。在第二版中,“薄膜太阳能电池材料”作为单独一章列出。本章将第一版中有关太阳能电池的内容集中在一起,并增加了第ⅢA~ⅤA族化合物太阳能电池、聚光太阳能电池和有机薄膜太阳能电池的内容,反映了有关薄膜太阳能电池材料和技术研究的最新成果。碳基薄膜材料,包括富勒烯薄膜、碳纳米管薄膜和石墨烯薄膜,也是近年来光电子薄膜材料的主要研究热点之一,应用前景广阔。在第二版中,碳基薄膜材料为新增内容,也作为独立的一章列出。由于增加了新的章节,原书的部分章节编号在第二版中做了变动。
本书所增加的内容,除了包括编著者自己近年来的研究成果和综述文章外,还编入了当前有关薄膜材料科学与技术的前沿资料。本书第1章~第3章、第5章、第7章、第11章由陈光华编写;第4章和第8章~第10章由邓金祥编写;第6章由陈光华、邓金祥和崔敏编写;第12章由宋雪梅编写。研究生满超、杨学良和陈亮为本书的编写提供了帮助,特此表示感谢。
由于编者水平和时间有限,书中疏漏在所难免,恳请读者批评指正。
编著者
2011年12月
能源、材料、信息科学是新技术革命的先导和支柱。作为特殊形态材料的薄膜,已成为微电子学、光电子学、磁电子学、刀具超硬化、传感器、太阳能利用等新兴交叉学科的材料基础,并广泛渗透到当代科技的各个领域,而且特殊功能、特殊用途的电子薄膜材料的开发本身就是高技术的重要组成部分。随着电子薄膜科学与技术的迅速发展,各种新的成膜方法不断涌现,特别是以等离子体反应法为代表的新技术得到开发,制膜质量也得到大大改善。传统的所谓镀膜,已从单一的真空蒸镀发展到包括蒸镀、离子镀、溅射镀膜、化学气相沉积、PCVD、MOCVD、分子束外延、液相生长、微波法及MWECR法等在内的成膜技术;包括离子刻蚀、反应离子刻蚀、离子注入和离子束混合改性等在内的微细加工技术,以及薄膜沉积过程监测控制、薄膜检测、薄膜应用在内的,内容十分丰富的电子薄膜技术,并正逐渐成为一门高新技术产业。
近年来,各国都投入了大量人力、物力、资金来研究材料的薄膜化。国际上有关真空技术、表面科学、薄膜、材料科学、应用物理、固体物理、电子技术等方面的专刊、论文、专题报告多不胜收、比比皆是。每年都要举行多次国际会议,并为此专门出版了《Thin Solid Films》期刊。
电子薄膜技术与电子薄膜材料属于边缘学科,它的发展涉及几乎所有前沿学科,而它的应用与推广又渗透到各个学科以及应用技术的领域。至今,薄膜技术与薄膜材料已涉及电子、计算机、磁记录、信息、传感器、能源、机械、光学、航空、航天、核工业等各个部门。不同专业的科学工作者,不同行业的技术人员已经或正在打破学科的界限,开展薄膜技术与薄膜材料的研究开发工作。
在我国,电子薄膜行业已具有相当的规模。目前直接或间接从事薄膜科学与技术的工程技术人员、科技工作者人数很多,跨越机械、电子、能源、材料、信息、航空航天等各个行业,而且这支队伍正在迅速扩大。目前在许多高校都开设有“薄膜科学与技术”方面的课程,加强高水平人才的培养。在膜系开发、工艺研究、设备研制、检测与机理研究等方面都取得了可喜的成绩。相信在不远的将来,中国将会成为薄膜科学与技术领域研究和开发的大国。
本书所编著的内容,是介绍当前各类固体薄膜科学与技术研究和发展的前沿资料,其中也包括国内学者和我们自己的研究成果和综述文章。在编著中我们力图做到:基本概念清楚和易于理解,尽可能反映当前的学科先进水平,简明、系统地介绍各类电子薄膜的微观结构,各种特性、制备方法和应用情况。
本书共分10章,主要内容如下。
① 新型半导体薄膜材料包括非晶态半导体多晶Si、微晶Si、太阳电池、薄膜晶体管和大面积液晶显示器。
② 各种超硬和宽带隙薄膜材料包括金刚石和类金刚石薄膜、立方氮化硼薄膜、β�睠3N4薄膜、BCN膜及其他硬质薄膜。
③ 纳米薄膜和可见光发射膜包括多孔Si、氮化镓、硅中掺铒、薄膜发光显示器等。
④ 硫系及其他多元化合物薄膜包括硫系化物、CdTe和CuInSe2太阳能电池、静电复印机。
⑤ 介质膜、高温超导膜、巨磁阻薄膜。
⑥ 超晶格和量子阱膜、有机发光膜、透明导电膜、红外膜、变色膜、防伪膜等。
⑦ 介绍多种制膜方法和检测手段等。
本书可作为有关专业高年级大学生及研究生的教学参考书,对于从事电子薄膜研制、生产和使用的专业人员有重要参考价值。
本书第1~5章由陈光华编写;第6~8章由邓金祥编写;第9章由陈鹏和陈光华编写;第10章由宋雪梅编写。
由于我们水平有限,本书中的错误和缺点在所难免,我们衷心希望得到读者的指正。
陈光华
2002年3月
《先进电子材料:创新驱动与未来展望》 简介 在飞速发展的电子信息时代,材料科学的每一次突破都如同引擎的轰鸣,驱动着整个行业的进步。从我们手中日益智能的移动设备,到驱动全球经济运转的庞大数据中心,再到构建下一代信息基础设施的关键技术,无一不与先进电子材料的性能息息相关。本书《先进电子材料:创新驱动与未来展望》聚焦于当前和未来电子产业所依赖的、最具潜力的核心材料体系,深入剖析其科学原理、制备技术、性能表征以及在实际应用中的挑战与机遇。我们旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角,理解这些材料如何塑造着我们现在的生活,又将如何引领我们走向更加智能、互联和高效的未来。 本书的写作初衷,并非局限于某一类材料的浅显介绍,而是试图搭建一座连接基础研究与产业应用的桥梁。我们相信,材料的创新绝非孤立的实验室产物,而是需要深刻理解其背后的物理化学机制,并通过精密的工程技术加以实现,最终解决实际应用中的痛点。因此,本书在内容组织上,力求做到逻辑严谨、内容详实,并兼顾了理论深度与实践指导性。 第一部分:基础理论与新兴材料体系 本部分将首先为读者奠定坚实的理论基础。我们将从微观层面,回顾电子材料的基本概念,包括但不限于电导率、介电常数、半导体特性、磁性以及光学性质等关键参数的物理起源。在此基础上,我们将详细探讨影响这些参数的晶体结构、化学键合、电子能带理论以及缺陷工程等核心议题。理解这些基础原理,是深入理解任何新型电子材料性能的关键。 随后,我们将目光投向那些正在引领材料革命的新兴材料体系。例如,钙钛矿材料,以其独特的晶体结构和优异的光电性能,在太阳能电池、发光二极管(LED)以及光探测器等领域展现出巨大的应用潜力。本书将深入解析钙钛矿材料的组成、结构稳定性、载流子传输机制,以及如何通过化学调控和器件结构优化来提升其效率和寿命。我们将讨论钙钛矿材料在稳定性方面的挑战,以及目前正在探索的解决方案,例如界面工程、钝化技术以及封装策略等。 量子点(Quantum Dots),作为一类具有尺寸可调的光电特性的纳米材料,将是本书另一重点关注的对象。我们将阐述量子限域效应如何赋予量子点独特的光学和电子性质,例如窄而锐利的发光谱线,以及优异的荧光量子产率。本书将详细介绍不同种类的量子点(如II-VI族、III-V族、碳基量子点等)的合成方法、表面化学修饰技术,以及它们在量子点显示、照明、生物成像和传感器等领域的最新进展。我们将讨论如何实现量子点的尺寸、形状和组成的精确控制,以达到预期的性能,并探讨其在规模化生产和集成方面的挑战。 二维材料,如石墨烯、过渡金属硫化物(TMDs)、黑磷等,以其超薄的厚度和独特的电子结构,为下一代电子器件的设计提供了全新的可能性。本书将深入探讨这些二维材料的电子性质、载流子迁移率、热导率以及层间相互作用。我们将详细介绍石墨烯的零带隙特性及其在导电薄膜、散热材料等方面的应用,以及TMDs(如MoS₂, WS₂)作为潜在的半导体材料,在场效应晶体管、光电器件等方面的应用前景。本书还将讨论二维材料的制备技术,包括化学气相沉积(CVD)、机械剥离以及溶液法等,并分析其在制备高质量、大面积薄膜方面的挑战。 有机电子材料,在柔性电子、可穿戴设备和低成本电子制造领域扮演着越来越重要的角色。本书将聚焦于具有良好载流子传输性能的有机半导体材料,如小分子和聚合物。我们将深入探讨它们的分子设计、构效关系,以及在有机薄膜晶体管(OTFTs)、有机太阳能电池(OSCs)、有机发光二极管(OLEDs)等器件中的应用。本书将详细分析有机材料的结晶度、形貌对器件性能的影响,以及如何通过化学修饰和器件结构优化来提升其载流子迁移率、光电转换效率和稳定性。 第二部分:核心电子材料的性能优化与器件集成 在掌握了基础理论和新兴材料体系后,本书将深入探讨如何对现有和新兴的电子材料进行性能优化,并将其成功集成到实际的电子器件中。 半导体材料的掺杂与缺陷工程:对于硅、砷化镓等传统半导体材料,掺杂是调控其导电类型和载流子浓度的关键手段。本书将详细介绍不同掺杂剂的机理、掺杂浓度对材料电学性质的影响,以及各种掺杂技术(如离子注入、扩散)的工艺特点。同时,我们将重点探讨缺陷工程在调控材料性能中的作用,例如通过引入特定缺陷来改善载流子寿命、增强光吸收或抑制漏电流。 介电材料的创新与应用:高介电常数(high-k)介电材料是微电子器件缩小尺寸、提升性能的关键。本书将深入分析不同high-k材料(如HfO₂, Al₂O₃, ZrO₂)的介电性能、漏电特性以及在栅介质、存储器件中的应用。我们将讨论如何通过材料合成、界面处理和淀粉化处理等方法来降低介电损耗,提高击穿场强,并实现与半导体材料的良好界面匹配。 导电材料与金属互连:在微电子器件中,高效的导电通路至关重要。本书将探讨新型导电材料,如碳纳米管、石墨烯纳米带以及金属纳米线等,它们在替代传统金属互连、提升器件速度和降低功耗方面的潜力。我们将分析这些纳米材料的电学输运特性、制备与集成技术,以及在柔性电子和三维集成电路中的应用挑战。 磁性材料在信息存储与自旋电子学中的前沿:磁性材料在信息存储、传感器和新兴的自旋电子学领域具有核心地位。本书将聚焦于铁磁性材料、反铁磁性材料以及磁性纳米结构,探讨它们的磁畴结构、磁化动力学以及在外场下的响应。我们将详细介绍巨磁阻(GMR)、隧道磁阻(TMR)等现象,以及它们在硬盘、磁性随机存储器(MRAM)等器件中的应用。同时,本书还将展望自旋电子学的发展,包括如何利用电子自旋来编码信息,以及可能带来的革命性技术。 第三部分:先进表征技术与可靠性评估 要理解和开发先进电子材料,强大的表征手段必不可少。本部分将介绍一系列现代化的材料表征技术,帮助读者深入了解材料的微观结构、化学成分、电子性质和表面特性。 显微学技术:我们将深入介绍扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及其在高空间分辨率下观察材料形貌、晶体结构和缺陷的能力。同时,原子力显微镜(AFM)将在表面形貌、摩擦学以及电学测量方面发挥重要作用。 光谱学技术:X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)等技术将用于分析材料的表面化学成分和化学态。紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱将用于评估材料的光学吸收和发光性能。拉曼光谱和红外光谱则能提供材料的振动模式和化学键信息。 衍射技术:X射线衍射(XRD)和电子衍射(ED)将是确定材料晶体结构、相组成和取向的重要工具。 电学与磁学表征:本书将详细介绍如何利用霍尔效应测量、四探针法、阻抗谱分析等技术来评估材料的电学性能,包括载流子浓度、迁移率、电阻率等。磁滞回线测量(SQUID、VSM)将用于表征材料的磁性。 可靠性与寿命评估:在电子器件的应用中,材料的长期稳定性至关重要。本书将讨论评估电子材料在各种环境条件(如温度、湿度、电应力)下的可靠性方法,包括加速老化测试、故障分析等,以及如何通过材料设计和工艺优化来提高器件的可靠性和使用寿命。 第四部分:未来展望与挑战 在本书的最后部分,我们将聚焦于电子材料领域的未来发展趋势,并探讨当前面临的关键挑战。 人工智能与材料设计:我们将探讨如何利用机器学习和人工智能技术来加速新材料的发现和设计过程。通过分析海量的实验数据和理论模拟结果,AI可以预测具有特定性能的新材料,并指导实验的优化方向。 可持续性与绿色电子材料:随着全球对环境保护意识的提高,开发环境友好、可回收的电子材料变得越来越重要。本书将讨论如何减少有毒有害物质的使用,提高材料的可回收性,以及发展生物降解性电子材料。 能源电子与高效转换:本书将展望能源电子领域的材料需求,例如在固态电池、热电材料、催化剂等方面的进展,以及如何通过新型电子材料实现更高效率的能源收集、储存和转换。 量子计算与新一代信息技术:量子计算的兴起对材料提出了全新的要求。我们将讨论量子比特材料、拓扑材料以及超导材料等在构建量子计算机中的作用,以及它们所面临的独特挑战。 挑战与机遇:尽管前景光明,新材料的开发和应用仍然面临诸多挑战,包括成本控制、规模化生产、器件集成工艺复杂性、长期稳定性以及知识产权保护等。本书将分析这些挑战,并指出在克服这些挑战的过程中蕴藏的巨大机遇。 《先进电子材料:创新驱动与未来展望》不仅仅是一本技术手册,更是一份对电子材料领域未来发展的深入思考。我们希望通过本书,激发更多研究人员、工程师和学生的兴趣,共同推动材料科学的进步,为构建一个更加智能、互联和可持续的世界贡献力量。我们相信,材料的每一次飞跃,都将是人类文明向前迈进的坚实步伐。

用户评价

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我之前就购买过这本《新型电子薄膜材料》的第一版,当时就觉得它是一本非常不错的参考书。内容扎实,讲解清晰,让我对这个领域有了初步的认识。这次看到出了第二版,我毫不犹豫地就入手了。我知道,在科技飞速发展的今天,知识的更新换代非常快,第一版的一些内容可能已经有所滞后。第二版的推出,意味着作者对内容进行了更新和补充,加入了最新的研究成果和技术进展,这对于我来说,能够让我及时了解到行业内的最新动态,保持知识的前沿性。我尤其关注的是,第二版是否在第一版的基础上,对一些关键技术和应用领域进行了更深入的探讨,是否增加了新的章节来覆盖新兴的材料和技术。希望这次的升级能够带来更多的惊喜和价值。

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这本书的封面设计真的让人眼前一亮,那种科技感和未来感扑面而来,让我在书店里一眼就注意到了它。包装也很精美,拿在手里沉甸甸的,感觉里面装满了知识和智慧。翻开第一页,那种纸张的触感和印刷的清晰度就让我非常满意,没有廉价的感觉,非常适合我这种对阅读体验有一定要求的人。我特别喜欢它字体的大小和行间距,长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳,这对于我来说非常重要,因为我经常需要长时间伏案工作。书的整体装帧也很牢固,即使经常翻阅也不会轻易散架,这对于一本需要反复查阅的专业书籍来说,是非常实用的。而且,我注意到它采用了环保油墨印刷,这一点也让我对出版方的用心有了更深的认识,在追求知识的同时,也兼顾了环保理念,这是值得称赞的。总的来说,从这本书的外在呈现来看,它就已经传递出一种专业、严谨、高质量的信息,让我对接下来的阅读充满了期待,迫不及待地想一探究竟。

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读完这本书的目录,我就被它宏大的结构和详实的章节划分所折服。它不仅仅是简单地罗列一些概念,而是呈现出一幅完整的图景,从基础的材料构成,到制备工艺,再到性能表征,最后延伸到应用前景,每一个环节都安排得井井有条。这种系统性的梳理,对于我这样希望建立起完整知识体系的读者来说,简直是福音。我看到其中有很多章节都涉及我目前正在研究的课题,这让我感到非常惊喜,也更加坚信这本书的实用性。而且,目录中一些专业术语的使用,也暗示了其内容的深度和广度,足以满足我对这一领域深入了解的需求。我期待着在阅读过程中,能够感受到作者在逻辑构建和知识组织方面的匠心独运,通过循序渐进的方式,将我从入门带到精通。

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说实话,我之所以对这本书产生浓厚的兴趣,很大程度上是因为它在行业内的口碑。我平时会关注一些行业内的技术论坛和学术交流,这本书的名字经常被提及,而且评价都相当不错。很多同行都认为这本书的作者在某一领域有着深厚的学术造诣和丰富的实践经验,能够将复杂的概念深入浅出地讲解清楚。我之前也接触过一些相关的资料,但总觉得有些晦涩难懂,或者缺乏系统性。而这本书,从其他读者的反馈来看,似乎能够很好地填补这个空白。我了解到,很多研究者和工程师在遇到相关技术难题时,都会习惯性地翻阅这本书来寻找灵感和解决方案。这种“案头常备”的书籍,通常都具备极高的参考价值和实际应用指导意义,这也是我最终选择它的重要原因。我希望这本书能帮助我梳理思路,拓宽视野,在我的科研或工作领域有所突破。

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我个人非常看重一本书的作者背景。据我所知,这本书的作者在电子薄膜材料领域是享有盛誉的专家,拥有多年的科研和产业经验。他曾经发表过多篇具有影响力的学术论文,并参与过多项重大科研项目。这种扎实的学术功底和丰富的实践经历,无疑为这本书的质量提供了最坚实的保障。我相信,一位真正懂行的作者,才能写出既有理论深度,又贴近实际需求的著作。他能够将自己多年的研究成果和行业洞察,提炼成通俗易懂的语言,让读者受益匪浅。我特别期待书中能够有一些作者独到的见解和创新的思路,这对于我来说,将是比任何教科书都宝贵的财富。我希望通过阅读这本书,能够站在巨人的肩膀上,学习到最前沿的知识和最实用的技术。

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