半導體物理導論 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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劉諾，鍾誌親，張桂平，陳金菊 編

圖書標籤:

• 半導體物理
• 固體物理
• 電子學
• 物理學
• 材料科學
• 半導體器件
• 大學教材
• 理工科
• 物理
• 電子工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030406712

版次：1

商品編碼：11545523

包裝：平裝

叢書名： 電子材料及其應用技術係列規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

用紙：膠版紙

頁數：260

正文語種：中文

內容簡介

由劉諾、鍾誌親、張桂平、陳金菊編著的《半導體物理導論》是微電子技術領域內的半導體物理基礎教程，係統介紹瞭半導體物理的基本概念、原理和應用。全書內容簡明扼要、層次分明、示例與習題豐富、圖解清晰、寫作風格簡約，既重視基礎知識的講解，又重視新知識的介紹，如異質結/能帶工程、石墨烯、低維半導體的量子輸運等。本書在內容安排上考慮到瞭前期“固體物理”、“量子力學”和後續“微電子器件，晶體管原理”教學的需要。
本書可作為電子科學與技術專業，特彆是微電子科學與工程、微電子學、集成電路與集成係統等專業的半導體物理教材或參考書，可供相應專業的高年級本科生和研究生使用，也可作為相關研究人員的參考用書。

目錄

第一篇  半導體基礎概要   第1章  半導體的晶體結構與價鍵模型     1.1 材料和晶體的分類     1.2 晶麵、晶嚮和密勒指數     1.3 原子價鍵     1.4 三維晶體結構的定性描述     1.5 π電子晶體結構簡介     1.6 本章小結   第2章  半導體的電子結構     2.1 量子力學初步概要     2.2 晶體能帶模型     2.3 金屬、半導體和絕緣體     2.4 半導體的帶隙結構     2.5 部分半導體的能帶結構     2.6 有效質量     2.7 能帶工程簡介     2.8 本章小結 第二篇  半導體中的載流子   第3章  半導體中載流子的定性描述     3.1 熱平衡態與非平衡態     3.2 雜質與雜質能級     3.3 載流子的産生     3.4 載流子的復閤與俘獲     3.5 本章小結   第4章  半導體中載流子的定量統計描述     4.1 載流子濃度     4.2 本徵半導體     4.3 非本徵半導體的載流子     4.4 非平衡載流子     4.5 陷阱     4.6 準費米能級     4.7 本章小結   第5章  三維半導體中載流子的電輸運     5.1 漂移運動與漂移電流     5.2 擴散運動與擴散電流     5.3 電流密度方程與愛因斯坦關係     5.4 連續性方程     5.5 本章小結   第6章  低維半導體中載流子的量子輸運     6.1 量子輸運的基本概念和流守恒     6.2 電子緊束縛近似模型和周期結構中電子波函數     6.3 無序和安德森局域化     6.4 量子輸運的常用計算方法     6.5 石墨烯和石墨烯納米帶的電學性質     6.6 本章小結 第三篇  半導體的結與光電效應   第7章  金屬—半導體的接觸     7.1 金屬—半導體接觸的能帶圖     7.2 肖特基勢壘的整流特性     7.3 肖特基勢壘的電流輸運     7.4 勢壘電容     7.5 肖特基二極管的應用     7.6 金屬—半導體歐姆接觸     7.7 本章小結   第8章  半導體錶麵效應和MIS結構     8.1 理想MIS結構的能帶圖以及電荷分布     8.2 空間電荷區     8.3 理想MIS結構的C—V特性     8.4 非理想MIS結構的GV特性     8.5 場效應和錶麵電導     8.6 MOS電容器的發展狀況     8.7 本章小結   第9章  半導體的光吸收、光發射及光電效應     9.1 半導體與光的相互作用     9.2 直接帶隙與間接帶隙躍遷     9.3 半導體的光吸收     9.4 半導體的光發射     9.5 半導體的光電效應     9.6 本章小結   部分習題參考答案 附錄

前言/序言

《量子場論基礎：從規範場到拓撲結構》 內容簡介 本書旨在為物理學、數學以及理論計算機科學領域的讀者提供一套全麵而深入的量子場論（Quantum Field Theory, QFT）入門與進階指南。我們著重於闡述現代物理學中描述基本相互作用和物質特性的數學框架的構建過程，而非僅僅停留在對特定物理模型的應用層麵。全書結構嚴謹，邏輯清晰，從最基本的概念齣發，逐步過渡到前沿的研究課題。 第一部分：經典場論的復興與量子化 本書伊始，我們迴顧瞭狹義相對論與經典場論的深刻聯係，重點解析瞭拉格朗日形式和哈密頓形式在描述場動力學中的作用。我們詳細討論瞭連續對稱性及其對應的守恒定律，即諾特定理在經典場論中的精確錶述。這為後續的量子化過程奠定瞭堅實的數學基礎。 在量子化部分，我們並未直接跳躍到規範場，而是首先係統地介紹瞭正則量子化方法。對於自由標量場（如Klein-Gordon場）和自由費米子場（如Dirac場），我們詳細推導瞭其産生和湮滅算符的代數結構，並闡釋瞭這些算符如何構造齣粒子的Fock空間。對於電磁場（自由矢量場），我們特彆探討瞭Lorentz協變性在量子化過程中的挑戰，並引入瞭Gupta-Bleuler規範的概念來處理零質量光子的正交性約束，盡管這是一種非正典的量子化方法，但它為理解後續的規範場論打下瞭重要的直覺基礎。 第二部分：微擾論與散射過程 在引入相互作用後，係統的精確求解變得不可能，因此本書將大量篇幅投入到微擾論的係統學習中。我們詳細闡述瞭相互作用繪景，並導齣瞭Dyson級數，這是計算演化算符展開的基石。 核心章節集中在費曼規則的推導。我們不僅給齣瞭自由場的産生函數，更重要的是，我們從相對論量子力學的散射矩陣（S-matrix）齣發，推導瞭最基本的頂點因子和傳播子。對於電磁相互作用，本書詳盡地推導瞭量子電動力學（QED）的費曼圖規則，並演示瞭如何利用這些規則計算基本的散射截麵，例如電子-電子Møller散射。 麵對計算中齣現的無窮大問題，本書對重整化理論進行瞭深入的探討。我們首先闡述瞭發散的物理來源——紫外災難。接著，我們引入瞭正則化方法（包括截斷和維度正則化），隨後詳細解釋瞭一一對應的重整化方案，闡明瞭物理可觀測量（如電子的電荷和質量）如何通過對裸參數的重新定義來消除無窮大。我們還介紹瞭跑動耦閤常數的概念，並通過重整化群（RG）的生成元——$eta$函數，來描述耦閤常數如何隨能量尺度變化。 第三部分：規範場論與基本相互作用 本書的第三部分是理論的核心，專注於描述基本力的框架——規範場論。我們首先從抽象的數學結構入手，詳細介紹瞭主縴維叢、聯絡和麯率的概念，為理解規範對稱性提供瞭幾何視角。 我們係統地推導瞭非阿貝爾規範理論——楊-米爾斯理論。重點闡述瞭規範不變性是如何自然地要求引入自相互作用的規範玻色子（如膠子）。在量子化方麵，我們清晰地解釋瞭Faddeev-Popov鬼場的引入及其在路徑積分錶述中的必要性，這是對規範自由度進行恰當計數的關鍵步驟。 我們接著將這些工具應用於描述強核力和弱核力： 1. 量子色動力學 (QCD)：詳細分析瞭QCD的拉格朗日量，並深入討論瞭漸近自由現象——這是QCD區彆於QED的根本特徵。我們解釋瞭如何利用RG方法理解高能區域的計算，並定性地描述瞭誇剋禁閉現象的理論背景。 2. 電弱統一理論：我們介紹瞭自發對稱性破缺機製，即希格斯機製。我們通過一個簡化的$mathrm{SU}(2)_L imes mathrm{U}(1)_Y$模型，詳細展示瞭如何通過引入希格斯場，使得規範玻色子（W和Z玻色子）獲得質量，而規範不變性在低能有效理論中得以保留。 第四部分：拓撲結構與非微擾效應 為瞭超越純粹的微擾框架，本書的最後部分引入瞭更高級的數學工具來處理場論中的非微擾現象。我們探討瞭拓撲荷的概念，例如在$mathrm{O}(3)$ sigma模型中存在的斯基本荷（Skyrmion）。 在更深入的層麵，我們討論瞭Instantons（瞬子）在歐幾裏得時空中的解，這些解在量子色動力學中解釋瞭$eta'$介子的質量問題（$U(1)$問題）。我們還簡要介紹瞭拓撲絕緣體和缺陷場論中的拓撲概念，展示瞭量子場論工具在凝聚態物理中的廣泛應用。 目標讀者 本書適閤具有紮實的經典力學、電動力學和初步量子力學（包括升降算符技巧）基礎的研究生和高年級本科生。對於希望深入理解粒子物理標準模型、量子引力理論或拓撲場論的科研人員，本書也將是一本重要的參考資料。全書側重於數學推導的嚴謹性和物理圖像的連貫性，力求讓讀者不僅“會用”費曼圖，更能“理解”其背後的物理與數學原理。

評分☆☆☆☆☆

我原本對“半導體物理”這個主題帶著一絲敬畏，覺得它一定是極其燒腦的學科。所以，在選擇《半導體物理導論》這本書時，我主要看重的是它的“導論”二字，期望它能提供一個比較溫和的入口。翻開書頁，我發現我的擔心有些多餘。這本書的語言風格非常平實，沒有太多令人望而生畏的專業術語，即使有，也往往伴隨著清晰的解釋。我尤其喜歡其中關於“缺陷”的章節。在很多人的認知裏，半導體材料應該是近乎完美的，但這本書卻詳細地介紹瞭材料中的各種缺陷，以及它們對器件性能的影響。這讓我覺得，它並非僅僅在講述理想模型，而是更貼近實際應用中的各種復雜情況。我注意到，作者在講解過程中，似乎也穿插瞭一些曆史發展的脈絡，這對於我理解為什麼某些理論會如此發展，起到瞭很好的輔助作用。我感覺，這本書在內容的深度和廣度上都做到瞭很好的平衡，既不像某些教材那樣過於學院派，也不像某些科普讀物那樣流於錶麵。它提供瞭一種既嚴謹又不失趣味性的視角，讓我能夠在一個相對輕鬆的氛圍中，去領略半導體物理的魅力。這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本知識的傳授者，更像是一位耐心細緻的導師，一步步地引導我去探索這個有趣的世界。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我一開始對這本《半導體物理導論》並沒有抱太高的期望，畢竟“物理”和“半導體”這兩個詞組閤在一起，聽起來就不是什麼輕鬆愉快的閱讀素材。我更傾嚮於閱讀一些更偏嚮應用或者曆史類的書籍。但是，當我翻閱這本書的時候，我驚喜地發現它的內容並沒有我想象中那麼“硬核”。它似乎真的試圖將半導體物理的底層邏輯以一種更易於接受的方式呈現齣來。我注意到書中在講解“載流子”的時候，並沒有直接跳到復雜的統計力學公式，而是先花瞭大量的篇幅去解釋電子和空穴在材料中是如何産生的，以及它們各自扮演的角色。這種注重概念基礎和物理直覺的講解方式，讓我這個對微觀粒子世界不太敏感的人，也能逐漸建立起清晰的認識。我甚至覺得，一些部分的講解，甚至可以比肩一些科普讀物。它並沒有迴避必要的理論，但卻將它們巧妙地融入到通俗易懂的語言中，並且適時地穿插一些小例子或者類比，讓抽象的概念變得生動起來。總的來說，這本書給我的感覺是，它在努力地跨越專業壁壘，試圖讓更多對半導體技術感興趣但又沒有深厚物理基礎的人，能夠真正理解其核心原理。這是一種非常值得贊賞的嘗試，也讓我對它接下來的內容更加好奇。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《半導體物理導論》純屬偶然，當時在書店漫無目的地閑逛，封麵的簡潔設計和書名吸引瞭我。我本身對電子科學有那麼點興趣，但又不敢說自己是專業人士，所以一直沒敢深入接觸過於專業的書籍。這本《導論》聽起來倒是很友好，仿佛為我這樣的“半吊子”愛好者量身定做。翻開目錄，裏麵涉及瞭晶體結構、能帶理論、載流子統計等等，這些名詞聽起來都帶著一絲神秘感，但又不像我想象中那樣晦澀難懂。我仔細看瞭看其中關於“晶體結構”的那部分，作者用瞭一些很形象的比喻來描述原子在晶體中的排列方式，比如像搭積木一樣，層層疊疊。這讓我這個理工科背景不強的人也能大緻理解其中的概念。而且，書中似乎還用瞭一些圖示來輔助說明，這一點對於我這種視覺型學習者來說至關重要。我預感，這本書或許能打開我瞭解半導體世界的一扇窗，讓我不再止步於“知道半導體很重要”這個層麵，而是能稍微觸摸到它內在的運行機製。我非常期待接下來的閱讀體驗，希望它能像一個經驗豐富的嚮導，帶領我在這片看似復雜的科學領域中，一步步地探索和發現。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的最大感受，是一種“豁然開朗”的喜悅。我一直覺得半導體技術是現代科技的基石，但對其內部的物理機製卻知之甚少，總感覺隔著一層神秘的麵紗。拿到《半導體物理導論》之後，我帶著一種“姑且看看”的心態去翻閱。令我意外的是，它並沒有讓我感到任何壓力。相反，書中對諸如“費米能級”、“PN結”等核心概念的講解，都顯得異常清晰和有條理。我尤其欣賞作者在解釋這些概念時，所采用的邏輯鏈條。它不是那種生搬硬套理論的講解，而是從一個更宏觀的視角齣發，逐步剖析問題，然後引齣相關的物理模型。我特彆留意瞭關於“PN結”的那一章，作者似乎並沒有直接給齣公式，而是先通過解釋少數載流子和多數載流子的擴散和漂移，來逐步建立起PN結形成的原因和工作原理。這種“化繁為簡”的處理方式，讓我這個對數學推導不甚精通的讀者，也能深刻理解其中的精髓。我感覺，這本書並非僅僅是羅列事實，而是真正地在引導讀者去思考，去理解半導體物理的“為什麼”。這種循序漸進、層層遞進的講解方式，無疑極大地提升瞭我的閱讀體驗，也讓我對半導體物理的理解進入瞭一個新的層次。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的排版風格真的很對我的胃口。我之前讀過一些技術類的書籍，常常被密密麻麻的文字和枯燥的圖錶壓得喘不過氣來。但《半導體物理導論》的整體觀感卻讓我感到非常舒適。它不是那種一眼望去就讓人産生畏懼感的厚重巨著，而是有著恰到好處的篇幅，給人一種“我可以消化”的信心。我特彆留意瞭書中對於概念的講解方式。我發現作者在引入一個新概念時，都會先給齣一些宏觀的背景或者實際應用的例子，然後再逐漸深入到理論細節。這種“由淺入深”的循序漸進的學習路徑，對於我這種非科班齣身的讀者來說，簡直是福音。例如，在介紹“能帶理論”的時候，作者似乎先花瞭些篇幅去解釋為什麼金屬、絕緣體和半導體的導電性會有如此大的差異，然後再引齣能帶的概念來解釋這種差異的根源。我尤其欣賞的是，書中似乎並沒有過多地堆砌復雜的數學公式，而是更側重於概念的理解和物理圖像的建立。這對於想要掌握核心思想、而非深入鑽研計算細節的讀者來說，是非常友好的。總的來說，這本書給我的第一印象就是“易於理解”和“循序漸進”，讓我對後續的學習充滿瞭期待，感覺不會被那些晦澀的理論嚇退。