图形化半导体材料特性手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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季振国 著

图书标签:

• 半导体
• 材料特性
• 图形化手册
• 电子工程
• 材料科学
• 器件物理
• 集成电路
• 测试测量
• 参考数据
• 工程技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030390103

版次：1

商品编码：11355054

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-11-01

用纸：胶版纸

页数：357

字数：490000

正文语种：中文

内容简介

　　《图形化半导体材料特性手册》收集了27种半导体材料的特性数据，内容涉及半导体材料的基本参数，如能带结构、载流子输运特性、热学性能、电学性能、光学性能、热电效应、磁场效应、压电效应等。
　　《图形化半导体材料特性手册》共有图表数据九百余幅，其他独立数据数千个，可供材料科学等相关领域的科研工作者和研究生参考。

内页插图

目录

前言
图表目录
第1章 数据结构说明
第2章 金刚石（C）
第3章 锗（Ge）
第4章 硅（Si）
第5章 锗硅合金（Si1-x，Gex）
第6章 碳化硅（SiC）
第7章 灰锡（a-Sn）
第8章 硫化镉（Cds）
第9章 碲化镉（CdTe）
第10章 氧化锌（ ZnO）
第11章 硫化锌（ZnS）
第12章 氮化镓（ GaN）
第13章 砷化镓（GaAs）
第14章 锑化铟（ InSb）
第15章 氮化硼（BN）
第16章 磷化硼（BP）
第17章 锑化铝（ AISb）
第18章 锑化镓（Gasb）
第19章 磷化铟（InP）
第20章 磷化镓（ GaP）
第21章 砷化铟（InAs）
第22章 氮化铟（InN）
第23章 砷化铝（AIAs）
第24章 磷化铝（AlP）
第25章 氮化铝（AlN）
第26章 铝镓砷（AlxGar-xAs）
第27章 二氧化锡（SnO2）
第28章 二氧化钛（TiO2）
参考文献

前言/序言

图形化半导体材料特性手册：深入理解现代电子工业的基石 简介 在日新月异的科技浪潮中，半导体材料作为驱动现代电子设备运行的核心，其重要性不言而喻。从我们口袋里的智能手机，到支撑全球经济运转的数据中心，再到改变医疗、交通和通信方式的先进技术，无不依赖于对半导体材料特性的深刻理解和精准应用。然而，半导体材料的复杂性，涉及量子力学、固体物理、化学以及精密工程等多个学科领域，使得对其特性的掌握成为一项挑战。 《图形化半导体材料特性手册》应运而生，旨在为读者提供一个直观、系统且易于理解的半导体材料特性解析平台。本书并非简单罗列枯燥的公式和数据，而是通过大量精美的图形、图示、曲线和表格，将抽象的物理概念具象化，让读者能够更清晰地把握材料的内在规律与性能表现。本书的目标是成为每一位半导体工程师、材料科学家、物理学家，以及对现代电子技术充满好奇的学生和研究人员的必备参考。 本书内容梗概（不包含原书具体条目，仅说明其涵盖的知识领域和讲解方式）： 本书的体系结构从基础的半导体物理原理出发，逐步深入到各种主流半导体材料的关键特性，并辅以实际应用中的考量。 第一部分：半导体物理基础——构建理解的基石 在深入探讨具体材料之前，本书首先会详细回顾和梳理半导体物理学的基本概念，并赋予这些概念以直观的图形化表达。 能带理论的直观展现： 我们将通过多维度的能带图，清晰地展示绝缘体、半导体和导体的区别。从实空间的原子排列到倒空间的布里渊区，我们将用精心设计的插图，帮助读者理解电子在晶体结构中的运动轨迹和能量分布。特别是对于直接带隙和间接带隙半导体的差异，将通过形象化的电子跃迁示意图来呈现，避免纯粹的公式推导可能带来的抽象感。 载流子输运机制的图解： 电子和空穴的产生、复合、漂移和扩散是半导体器件工作的核心。本书将通过动态的动画示意图（在电子版中）和静态的流程图，生动展示不同温度、电场强度下载流子是如何运动的。费米-狄拉克分布函数将被转化为直观的概率分布曲线，让读者清晰地看到不同温度下电子填充能级的变化。 杂质与掺杂效应的视觉化： 为什么需要掺杂？掺杂会带来什么改变？本书将通过模拟不同掺杂浓度下的能带图变化，直观展示施主能级和受主能级的形成。载流子浓度的计算将与图表相结合，让读者能够轻松理解掺杂浓度如何影响材料的导电性。 第二部分：主流半导体材料的深度剖析——精细洞察 本书的核心在于对当前广泛应用的各种半导体材料进行详尽的特性分析。每一类材料的介绍都将围绕其独特的晶体结构、电子特性、光学特性、热学特性以及机械特性展开，并通过大量图形进行可视化呈现。 硅（Si）——电子工业的王者： 作为应用最广泛的半导体材料，硅的特性分析将是重中之重。本书将展示不同晶向下的表面形貌图，以及在不同工艺条件下（如氧化、退火）形成的表面层结构图。迁移率、电阻率随温度和掺杂浓度的变化曲线将是不可或缺的内容，帮助读者理解硅器件的性能极限。 砷化镓（GaAs）及其化合物——高速与光电子的明星： 针对GaAs，本书将重点关注其高电子迁移率和直接带隙的特性，并通过能带图和载流子速度-电场关系曲线来体现。在光电子领域，本书将深入讲解GaAs基材料的发光效率、吸收系数等随波长和材料组分的变化图，以及其在LED、激光器和光电探测器中的应用潜力。 氮化镓（GaN）——下一代功率与照明的希望： GaN的宽带隙特性使其在高温、高压和高频应用中展现出巨大优势。本书将通过相图、衍射图谱来展示GaN及其合金（如AlGaN, InGaN）的生长特性和晶体质量。其激子光学特性、光致发光（PL）谱图以及在LED和功率器件中的应用案例，都将通过直观的图表进行呈现。 其他重要半导体材料： 除了上述主流材料，本书还会涵盖如锗（Ge）、碳化硅（SiC）等在特定领域具有重要应用的半导体材料。对其独特的电子行为、光学响应和热学性质，也将通过详尽的图形化分析来阐释。例如，Ge的载流子注入效率、SiC的击穿电压与温度关系等，都将以可视化图表的形式呈现。 第三部分：关键物理参数的图形化解读——量化分析与直观理解 对于半导体材料而言，许多关键的物理参数决定了其最终的器件性能。本书将针对这些参数，提供丰富的图形化解读，使其更易于理解和应用。 迁移率（Mobility）的深度解析： 电子和空穴的迁移率是衡量材料导电性能的重要指标。本书将通过多种图示，展示迁移率如何受到温度、掺杂浓度、晶格缺陷、散射机制（如声学声子散射、光学声子散射、杂质散射）的影响。迁移率的温度依赖曲线和掺杂依赖曲线将是理解材料行为的关键。 有效质量（Effective Mass）的直观理解： 有效质量是量子力学中的一个重要概念，它描述了电子在晶体中运动时的惯性。本书将通过曲率不同的能带形状来形象地解释有效质量的概念，并展示不同材料、不同能谷的有效质量差异。 载流子寿命（Carrier Lifetime）与复合机制： 载流子寿命直接影响着半导体器件的响应速度和效率。本书将通过示意图和时间-浓度分布曲线，清晰地展现直接复合、间接复合（包括Shockley-Read-Hall复合和Auger复合）等不同复合机制的物理过程。 光学参数的可视化： 对于光电半导体材料，吸收系数、折射率、反射率、光致发光（PL）和电致发光（EL）谱图是至关重要的。本书将提供大量这类光谱数据图，并辅以解释，帮助读者理解材料的光学行为，以及如何根据光学特性选择和设计光电器件。 热学特性与机械强度： 热导率、比热容、热膨胀系数以及杨氏模量、硬度等机械参数，对于半导体器件的可靠性和封装至关重要。本书将通过图表展示这些参数如何随温度、晶体结构、应力等因素变化，并结合实际应用场景进行说明。 第四部分：器件性能与材料特性的关联——从微观到宏观的桥梁 本书的最终目标是将对材料特性的理解，有效地联系到实际的器件性能上。 PN结与MOSFET特性解读： 以PN结为例，本书将通过能带图、载流子分布图、电场分布图等，直观地解释其形成原理、反向击穿机制以及正向导通特性。对于MOSFET，将通过截面示意图、电场分布图、以及输出特性曲线和转移特性曲线，清晰地展示栅电压、漏极电压如何调控沟道中的载流子，以及材料特性（如氧化层质量、半导体迁移率）如何影响器件性能。 LED与激光器性能分析： 对于LED，本书将通过光强-电流曲线、光谱分布图、效率-电流曲线等，解释其发光效率、颜色和亮度的物理根源，并分析材料特性（如带隙、载流子注入效率）的影响。激光器部分，将聚焦于阈值电流、光输出功率、光谱线宽等关键参数，并将其与材料的增益特性、缺陷密度等关联。 光电探测器与太阳能电池性能评估： 本书将通过光电流-电压（I-V）特性曲线、量子效率曲线、响应度曲线等，全面评估光电器件的性能。同时，将深入分析材料的吸收范围、载流子收集效率、表面复合等如何直接影响其光电转换效率。 本书特点： 高度图形化： 大量采用精美的图表、示意图、流程图和仿真结果图，将抽象概念可视化，降低理解门槛。 系统性强： 从基础原理到具体材料，再到器件应用，逻辑清晰，层层递进。 实用性高： 涵盖了半导体材料研究和器件设计中最常用、最重要的参数和性能指标。 面向广泛读者： 无论是初学者还是资深研究人员，都能从中找到有价值的信息。 总结： 《图形化半导体材料特性手册》是一本旨在打破学科壁垒，化繁为简的权威参考书。通过生动直观的图形化语言，它将帮助读者深刻理解半导体材料的内在规律，从而在设计、制造和优化各类电子器件时，做出更明智的决策，推动科技的进步。这本书不仅是一本工具书，更是一扇通往半导体世界奥秘的窗口，等待着每一位探索者开启。

评分☆☆☆☆☆

我对半导体材料领域的了解还处于一个比较初级的阶段，接触到的信息往往比较碎片化，难以形成一个系统的认知。当我看到《图形化半导体材料特性手册》这个书名时，我立即被它所传达的信息吸引住了。我一直认为，对于像半导体材料这样微观且复杂的领域，直观的图形化展示是理解其核心概念的最佳方式。我非常期待这本书能够提供大量高质量的图解，用视觉化的语言来解释半导体材料的晶体结构、化学键合、能带理论、以及载流子在其中的运动机制。我希望书中能够通过精美的图示来展示各种半导体材料的微观特性，例如不同材料的禁带宽度、电子亲和势、介电常数等等，并且能够用图形化的方式来对比它们之间的差异。此外，我也非常希望这本书能够包含一些关于半导体材料在不同应用场景下的图形化解释，比如在光电器件中，光子是如何与材料相互作用产生电子空穴对的，以及这些载流子又是如何被收集和利用的。我相信，通过这本书的图形化讲解，我能够更轻松地掌握半导体材料的基本原理，并对它们在现代科技中的重要作用有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《图形化半导体材料特性手册》让我眼前一亮。我之前接触过一些关于半导体材料的书籍，但往往内容过于理论化，公式繁多，对于我这样一个希望从感性上理解材料特性的读者来说，阅读起来颇有难度。我一直认为，半导体材料的许多特性，如其微观结构、电子行为、以及各种物理化学过程，都非常适合通过图形化的方式来呈现。我热切地期待这本书能够包含大量的示意图、流程图、以及具有代表性的照片或显微图像，能够直观地展示半导体材料的晶格结构、掺杂分布、缺陷类型、表面形貌等关键信息。我希望书中能够用清晰的图例来解释诸如功函数、表面势垒、载流子散射机制等概念，并且能够通过图形对比的方式来展示不同材料在导电性、光学性质、热学性质等方面的差异。如果书中还能包含一些关于半导体器件工作原理的图形化剖析，例如PN结的耗尽区形成、MOSFET的通道感应等，那就更完美了。我相信，通过这本书的图文并茂的讲解，我能够大大提升对半导体材料特性的理解深度和广度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引人，色彩搭配和谐，图形元素清晰，给人一种专业又易于接近的感觉。我一直对半导体材料很感兴趣，但市面上很多书籍都偏向理论化，阅读起来比较枯燥，缺乏直观的理解。然而，这本书的“图形化”三个字立刻打动了我，让我看到了希望。想象一下，如果能够通过精美的图表、流程图、甚至示意图来展现材料的微观结构、能带图、载流子行为、以及各种工艺参数对材料特性的影响，那将是多么高效的学习方式！我特别期待书中能有大量高质量的插图，能够清晰地解释诸如掺杂、扩散、氧化、淀粉蚀刻等关键半导体工艺，并且能直观地展示不同晶体结构、不同表面形貌对电子特性的影响。如果书中还能包含一些关于常见半导体材料（如硅、锗、GaAs、GaN等）的性能对比，并且用图示的方式来呈现它们在不同应用场景下的优势和劣势，那将极大地方便我进行材料选择和设计。我希望这本书的图文结合能够达到教科书级别的严谨性，同时又具有科普读物的趣味性，让非专业读者也能轻松入门，而专业人士则能从中获得更深入的理解和启发。

评分☆☆☆☆☆

我一直对半导体材料这个领域充满了好奇，但市面上很多相关的书籍都过于晦涩难懂，充满了复杂的数学公式和专业术语，让我望而却步。然而，《图形化半导体材料特性手册》这个书名听起来就非常吸引人，让我看到了一个更直观、更易于理解的学习路径。我脑海中勾勒出这本书大概会是什么样子：它会用大量的精美插图，将抽象的物理概念可视化。比如，用三维模型展示不同晶体结构的排列方式，用动态图示描绘载流子在材料中的运动轨迹，用色彩鲜艳的能带图来解释电子和空穴的能级分布。我特别期待书中能有章节专门讲解如何通过图形来分析材料的性能，比如如何通过SEM/TEM的显微图像来判断材料的晶界、缺陷，如何通过AFM的形貌图来评估表面粗糙度，以及如何将这些微观信息与宏观的电学、光学性能联系起来。如果书中还能包含一些关于如何根据应用需求，选择最适合的半导体材料的图形化指南，那将是极大的帮助。我相信，这本书将为我打开一扇通往半导体材料世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来都在寻找一本能够系统性地讲解半导体材料特性，并且能够让我对这些复杂概念产生深刻理解的书籍。我曾尝试过阅读一些经典的半导体物理学教材，但往往因为抽象的数学公式和深奥的理论推导而感到吃力，总是难以将理论与实际应用联系起来。这本书的题目“图形化半导体材料特性手册”引起了我的极大兴趣，因为它暗示着一种全新的、更易于理解的学习方式。我设想，这本书一定包含大量的示意图，能够形象地展示半导体材料的原子排列、电子云分布、能带结构是如何形成的，以及当引入杂质、施加电场、光照等外部条件时，这些结构和能级会发生怎样的变化。我特别期望书中能通过图例来解释肖特基结、PN结的形成过程和伏安特性曲线，以及MOSFET、BJT等基本器件的结构和工作原理。如果书中还能将理论知识与实际器件的性能参数（如迁移率、击穿电压、载流子浓度等）关联起来，并通过图示来展示不同材料、不同工艺下的参数差异，那将是一本不可多得的参考书。我希望能在这本书中找到清晰的脉络，将零散的知识点串联起来，构建一个完整的半导体材料特性知识体系。