半导体物理导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘诺，钟志亲，张桂平，陈金菊 编

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• 半导体物理
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• 电子学
• 物理学
• 材料科学
• 半导体器件
• 大学教材
• 理工科
• 物理
• 电子工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030406712

版次：1

商品编码：11545523

包装：平装

丛书名： 电子材料及其应用技术系列规划教材

开本：16开

出版时间：2014-06-01

用纸：胶版纸

页数：260

正文语种：中文

内容简介

由刘诺、钟志亲、张桂平、陈金菊编著的《半导体物理导论》是微电子技术领域内的半导体物理基础教程，系统介绍了半导体物理的基本概念、原理和应用。全书内容简明扼要、层次分明、示例与习题丰富、图解清晰、写作风格简约，既重视基础知识的讲解，又重视新知识的介绍，如异质结/能带工程、石墨烯、低维半导体的量子输运等。本书在内容安排上考虑到了前期“固体物理”、“量子力学”和后续“微电子器件，晶体管原理”教学的需要。
本书可作为电子科学与技术专业，特别是微电子科学与工程、微电子学、集成电路与集成系统等专业的半导体物理教材或参考书，可供相应专业的高年级本科生和研究生使用，也可作为相关研究人员的参考用书。

目录

第一篇  半导体基础概要   第1章  半导体的晶体结构与价键模型     1.1 材料和晶体的分类     1.2 晶面、晶向和密勒指数     1.3 原子价键     1.4 三维晶体结构的定性描述     1.5 π电子晶体结构简介     1.6 本章小结   第2章  半导体的电子结构     2.1 量子力学初步概要     2.2 晶体能带模型     2.3 金属、半导体和绝缘体     2.4 半导体的带隙结构     2.5 部分半导体的能带结构     2.6 有效质量     2.7 能带工程简介     2.8 本章小结 第二篇  半导体中的载流子   第3章  半导体中载流子的定性描述     3.1 热平衡态与非平衡态     3.2 杂质与杂质能级     3.3 载流子的产生     3.4 载流子的复合与俘获     3.5 本章小结   第4章  半导体中载流子的定量统计描述     4.1 载流子浓度     4.2 本征半导体     4.3 非本征半导体的载流子     4.4 非平衡载流子     4.5 陷阱     4.6 准费米能级     4.7 本章小结   第5章  三维半导体中载流子的电输运     5.1 漂移运动与漂移电流     5.2 扩散运动与扩散电流     5.3 电流密度方程与爱因斯坦关系     5.4 连续性方程     5.5 本章小结   第6章  低维半导体中载流子的量子输运     6.1 量子输运的基本概念和流守恒     6.2 电子紧束缚近似模型和周期结构中电子波函数     6.3 无序和安德森局域化     6.4 量子输运的常用计算方法     6.5 石墨烯和石墨烯纳米带的电学性质     6.6 本章小结 第三篇  半导体的结与光电效应   第7章  金属—半导体的接触     7.1 金属—半导体接触的能带图     7.2 肖特基势垒的整流特性     7.3 肖特基势垒的电流输运     7.4 势垒电容     7.5 肖特基二极管的应用     7.6 金属—半导体欧姆接触     7.7 本章小结   第8章  半导体表面效应和MIS结构     8.1 理想MIS结构的能带图以及电荷分布     8.2 空间电荷区     8.3 理想MIS结构的C—V特性     8.4 非理想MIS结构的GV特性     8.5 场效应和表面电导     8.6 MOS电容器的发展状况     8.7 本章小结   第9章  半导体的光吸收、光发射及光电效应     9.1 半导体与光的相互作用     9.2 直接带隙与间接带隙跃迁     9.3 半导体的光吸收     9.4 半导体的光发射     9.5 半导体的光电效应     9.6 本章小结   部分习题参考答案 附录

前言/序言

《量子场论基础：从规范场到拓扑结构》 内容简介 本书旨在为物理学、数学以及理论计算机科学领域的读者提供一套全面而深入的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）入门与进阶指南。我们着重于阐述现代物理学中描述基本相互作用和物质特性的数学框架的构建过程，而非仅仅停留在对特定物理模型的应用层面。全书结构严谨，逻辑清晰，从最基本的概念出发，逐步过渡到前沿的研究课题。 第一部分：经典场论的复兴与量子化 本书伊始，我们回顾了狭义相对论与经典场论的深刻联系，重点解析了拉格朗日形式和哈密顿形式在描述场动力学中的作用。我们详细讨论了连续对称性及其对应的守恒定律，即诺特定理在经典场论中的精确表述。这为后续的量子化过程奠定了坚实的数学基础。 在量子化部分，我们并未直接跳跃到规范场，而是首先系统地介绍了正则量子化方法。对于自由标量场（如Klein-Gordon场）和自由费米子场（如Dirac场），我们详细推导了其产生和湮灭算符的代数结构，并阐释了这些算符如何构造出粒子的Fock空间。对于电磁场（自由矢量场），我们特别探讨了Lorentz协变性在量子化过程中的挑战，并引入了Gupta-Bleuler规范的概念来处理零质量光子的正交性约束，尽管这是一种非正典的量子化方法，但它为理解后续的规范场论打下了重要的直觉基础。 第二部分：微扰论与散射过程 在引入相互作用后，系统的精确求解变得不可能，因此本书将大量篇幅投入到微扰论的系统学习中。我们详细阐述了相互作用绘景，并导出了Dyson级数，这是计算演化算符展开的基石。 核心章节集中在费曼规则的推导。我们不仅给出了自由场的产生函数，更重要的是，我们从相对论量子力学的散射矩阵（S-matrix）出发，推导了最基本的顶点因子和传播子。对于电磁相互作用，本书详尽地推导了量子电动力学（QED）的费曼图规则，并演示了如何利用这些规则计算基本的散射截面，例如电子-电子Møller散射。 面对计算中出现的无穷大问题，本书对重整化理论进行了深入的探讨。我们首先阐述了发散的物理来源——紫外灾难。接着，我们引入了正则化方法（包括截断和维度正则化），随后详细解释了一一对应的重整化方案，阐明了物理可观测量（如电子的电荷和质量）如何通过对裸参数的重新定义来消除无穷大。我们还介绍了跑动耦合常数的概念，并通过重整化群（RG）的生成元——$eta$函数，来描述耦合常数如何随能量尺度变化。 第三部分：规范场论与基本相互作用 本书的第三部分是理论的核心，专注于描述基本力的框架——规范场论。我们首先从抽象的数学结构入手，详细介绍了主纤维丛、联络和曲率的概念，为理解规范对称性提供了几何视角。 我们系统地推导了非阿贝尔规范理论——杨-米尔斯理论。重点阐述了规范不变性是如何自然地要求引入自相互作用的规范玻色子（如胶子）。在量子化方面，我们清晰地解释了Faddeev-Popov鬼场的引入及其在路径积分表述中的必要性，这是对规范自由度进行恰当计数的关键步骤。 我们接着将这些工具应用于描述强核力和弱核力： 1. 量子色动力学 (QCD)：详细分析了QCD的拉格朗日量，并深入讨论了渐近自由现象——这是QCD区别于QED的根本特征。我们解释了如何利用RG方法理解高能区域的计算，并定性地描述了夸克禁闭现象的理论背景。 2. 电弱统一理论：我们介绍了自发对称性破缺机制，即希格斯机制。我们通过一个简化的$mathrm{SU}(2)_L imes mathrm{U}(1)_Y$模型，详细展示了如何通过引入希格斯场，使得规范玻色子（W和Z玻色子）获得质量，而规范不变性在低能有效理论中得以保留。 第四部分：拓扑结构与非微扰效应 为了超越纯粹的微扰框架，本书的最后部分引入了更高级的数学工具来处理场论中的非微扰现象。我们探讨了拓扑荷的概念，例如在$mathrm{O}(3)$ sigma模型中存在的斯基本荷（Skyrmion）。 在更深入的层面，我们讨论了Instantons（瞬子）在欧几里得时空中的解，这些解在量子色动力学中解释了$eta'$介子的质量问题（$U(1)$问题）。我们还简要介绍了拓扑绝缘体和缺陷场论中的拓扑概念，展示了量子场论工具在凝聚态物理中的广泛应用。 目标读者 本书适合具有扎实的经典力学、电动力学和初步量子力学（包括升降算符技巧）基础的研究生和高年级本科生。对于希望深入理解粒子物理标准模型、量子引力理论或拓扑场论的科研人员，本书也将是一本重要的参考资料。全书侧重于数学推导的严谨性和物理图像的连贯性，力求让读者不仅“会用”费曼图，更能“理解”其背后的物理与数学原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大感受，是一种“豁然开朗”的喜悦。我一直觉得半导体技术是现代科技的基石，但对其内部的物理机制却知之甚少，总感觉隔着一层神秘的面纱。拿到《半导体物理导论》之后，我带着一种“姑且看看”的心态去翻阅。令我意外的是，它并没有让我感到任何压力。相反，书中对诸如“费米能级”、“PN结”等核心概念的讲解，都显得异常清晰和有条理。我尤其欣赏作者在解释这些概念时，所采用的逻辑链条。它不是那种生搬硬套理论的讲解，而是从一个更宏观的视角出发，逐步剖析问题，然后引出相关的物理模型。我特别留意了关于“PN结”的那一章，作者似乎并没有直接给出公式，而是先通过解释少数载流子和多数载流子的扩散和漂移，来逐步建立起PN结形成的原因和工作原理。这种“化繁为简”的处理方式，让我这个对数学推导不甚精通的读者，也能深刻理解其中的精髓。我感觉，这本书并非仅仅是罗列事实，而是真正地在引导读者去思考，去理解半导体物理的“为什么”。这种循序渐进、层层递进的讲解方式，无疑极大地提升了我的阅读体验，也让我对半导体物理的理解进入了一个新的层次。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的排版风格真的很对我的胃口。我之前读过一些技术类的书籍，常常被密密麻麻的文字和枯燥的图表压得喘不过气来。但《半导体物理导论》的整体观感却让我感到非常舒适。它不是那种一眼望去就让人产生畏惧感的厚重巨著，而是有着恰到好处的篇幅，给人一种“我可以消化”的信心。我特别留意了书中对于概念的讲解方式。我发现作者在引入一个新概念时，都会先给出一些宏观的背景或者实际应用的例子，然后再逐渐深入到理论细节。这种“由浅入深”的循序渐进的学习路径，对于我这种非科班出身的读者来说，简直是福音。例如，在介绍“能带理论”的时候，作者似乎先花了些篇幅去解释为什么金属、绝缘体和半导体的导电性会有如此大的差异，然后再引出能带的概念来解释这种差异的根源。我尤其欣赏的是，书中似乎并没有过多地堆砌复杂的数学公式，而是更侧重于概念的理解和物理图像的建立。这对于想要掌握核心思想、而非深入钻研计算细节的读者来说，是非常友好的。总的来说，这本书给我的第一印象就是“易于理解”和“循序渐进”，让我对后续的学习充满了期待，感觉不会被那些晦涩的理论吓退。

评分☆☆☆☆☆

我原本对“半导体物理”这个主题带着一丝敬畏，觉得它一定是极其烧脑的学科。所以，在选择《半导体物理导论》这本书时，我主要看重的是它的“导论”二字，期望它能提供一个比较温和的入口。翻开书页，我发现我的担心有些多余。这本书的语言风格非常平实，没有太多令人望而生畏的专业术语，即使有，也往往伴随着清晰的解释。我尤其喜欢其中关于“缺陷”的章节。在很多人的认知里，半导体材料应该是近乎完美的，但这本书却详细地介绍了材料中的各种缺陷，以及它们对器件性能的影响。这让我觉得，它并非仅仅在讲述理想模型，而是更贴近实际应用中的各种复杂情况。我注意到，作者在讲解过程中，似乎也穿插了一些历史发展的脉络，这对于我理解为什么某些理论会如此发展，起到了很好的辅助作用。我感觉，这本书在内容的深度和广度上都做到了很好的平衡，既不像某些教材那样过于学院派，也不像某些科普读物那样流于表面。它提供了一种既严谨又不失趣味性的视角，让我能够在一个相对轻松的氛围中，去领略半导体物理的魅力。这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本知识的传授者，更像是一位耐心细致的导师，一步步地引导我去探索这个有趣的世界。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我一开始对这本《半导体物理导论》并没有抱太高的期望，毕竟“物理”和“半导体”这两个词组合在一起，听起来就不是什么轻松愉快的阅读素材。我更倾向于阅读一些更偏向应用或者历史类的书籍。但是，当我翻阅这本书的时候，我惊喜地发现它的内容并没有我想象中那么“硬核”。它似乎真的试图将半导体物理的底层逻辑以一种更易于接受的方式呈现出来。我注意到书中在讲解“载流子”的时候，并没有直接跳到复杂的统计力学公式，而是先花了大量的篇幅去解释电子和空穴在材料中是如何产生的，以及它们各自扮演的角色。这种注重概念基础和物理直觉的讲解方式，让我这个对微观粒子世界不太敏感的人，也能逐渐建立起清晰的认识。我甚至觉得，一些部分的讲解，甚至可以比肩一些科普读物。它并没有回避必要的理论，但却将它们巧妙地融入到通俗易懂的语言中，并且适时地穿插一些小例子或者类比，让抽象的概念变得生动起来。总的来说，这本书给我的感觉是，它在努力地跨越专业壁垒，试图让更多对半导体技术感兴趣但又没有深厚物理基础的人，能够真正理解其核心原理。这是一种非常值得赞赏的尝试，也让我对它接下来的内容更加好奇。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《半导体物理导论》纯属偶然，当时在书店漫无目的地闲逛，封面的简洁设计和书名吸引了我。我本身对电子科学有那么点兴趣，但又不敢说自己是专业人士，所以一直没敢深入接触过于专业的书籍。这本《导论》听起来倒是很友好，仿佛为我这样的“半吊子”爱好者量身定做。翻开目录，里面涉及了晶体结构、能带理论、载流子统计等等，这些名词听起来都带着一丝神秘感，但又不像我想象中那样晦涩难懂。我仔细看了看其中关于“晶体结构”的那部分，作者用了一些很形象的比喻来描述原子在晶体中的排列方式，比如像搭积木一样，层层叠叠。这让我这个理工科背景不强的人也能大致理解其中的概念。而且，书中似乎还用了一些图示来辅助说明，这一点对于我这种视觉型学习者来说至关重要。我预感，这本书或许能打开我了解半导体世界的一扇窗，让我不再止步于“知道半导体很重要”这个层面，而是能稍微触摸到它内在的运行机制。我非常期待接下来的阅读体验，希望它能像一个经验丰富的向导，带领我在这片看似复杂的科学领域中，一步步地探索和发现。