半导体科学与技术丛书：半导体物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄昆，谢希德 著

图书标签:

• 半导体物理学
• 半导体
• 物理学
• 电子工程
• 材料科学
• 固体物理
• 半导体器件
• 微电子学
• 集成电路
• 电子技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030346148

版次：1

商品编码：12044317

包装：平装

丛书名： 半导体科学与技术丛书

开本：16开

出版时间：1958-08-01

用纸：胶版纸

页数：352

字数：444000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：物理学相关专业高年级本科生、研究生和高校教师
　　《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》为黄昆与谢希德在1958年撰写，是中国半导体领域*早的一本专门著作，也是代表当时国际上学术研究前沿水平的著作。很长一段时间内，这本著作成为中国半导体科学技术各个专业研究人员的基本参考书，也是培养半导体学科专门人才所广为使用的一本标准教材。今天重印这本50多年前写的书，是因为这本经典著作在当前依然有科学价值。半导体科学技术近年来飞速发展，但其基本原理是不变的。《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》是两位当年zui优秀的固体物理学家在深入研究的基础上写出的，对半导体物理的各种基本问题有独特的见解和深入的阐述，这是一般的著作所不具备的。重新出版这本书也是为了纪念这两位中国半导体事业的开拓者和奠基者。他们不仅在科学研究和教学工作中取得了很高的成就，其崇高品德也值得我们每个人学习。

内容简介

　　《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》比较全面地介绍了有关半导体物理原理的基础知识。内容包括：半导体中电子的运动状态，统计原理，在电磁场以及在有温差时的各种输运过程，光吸收和光电导的现象，非平衡载流子的运动，表面和接触的现象，pn结的原理。
　　虽然《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》的主要对象是综合大学物理专业的学生，但是在内容的具体选择和叙述上都力求做到能供更为广泛的半导体技术工作者参考。只要是有相当于一般理工科大学基础的读者，《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》的绝大部分内容就可以阅读。

内页插图

目录

《半导体科学与技术丛书》出版说明
重印前言
序

第一章 半导体中的电子状态
1．能带的形成
2．电子在外力下的运动和有效质量
3．导带、满带和空穴
4．杂质和缺陷能级
第一章参考文献

第二章 电子和空穴的统计分布
5．费米能级和电子的统计分布
6．本征激发和杂质电离
7．普遍情况下统计分布的分析
8．载流子的简并化
9．化学势和质量作用定律
第二章参考文献

第三章 电磁场中的迁移现象
10．载流子的散射
11．电导的简单分析
12．霍尔效应的简单分析
13．简单分析的局限性和结果的修正
14．电导率的统计理论
15．迁移率
16．一种载流子霍尔效应的统计理论
17．两种载流子的霍尔系数
18．半导体的磁阻
19．实验结果与半导体某些物理量的测定
20．低温的霍尔效应和电导
第三章参考文献

第四章 半导体的热导率、温差电现象和热磁效应
21．热传导
22．温差电现象的一般描述和热力学关系
23．半导体的温差电动势率
24．电能与热能的转换，温差电发电机，制冷器与发热器
25．热磁效应
第四章参考文献

第五章 非平衡载流子
26．少数载流子的注入和检验
27．寿命和测量方法
28．非平衡载流子的扩散
29．光扩散电势差和光磁效应
30．表面对寿命的影响
31．非平衡载流子的漂移和扩散
32．复合过程的性质和直接复合的理论
33．复合中心理论
34．陷阱效应
第五章参考文献

第六章 半导体表面
35．外电场（或附着电荷）和表面势
36．功函数和接触电势
37．表面电导和场效应
38．表面能级
39．表面结构和表面过程的弛豫现象
第六章参考文献

第七章 半导体和金属的接触
40．接触势垒
41．扩散理论和伏安特性曲线
42．两极管理论
43．理论的检验和修正
44．阻挡层中非平衡载流子效应
第七章参考文献

第八章 pn结
45．pn结的势垒和伏安特性
46．pn结的电容
47．电击穿现象
第八章参考文献

第九章 半导体中光的吸收
48．本征吸收
49．其他的吸收过程
50．晶格振动对电子跃迁的影响
第九章参考文献

第十章 光电导
51．半导体的光电导
52．直线性和抛物线性光电导
53．复合和陷阱作用
54．本征光电导的光谱分布
55．杂质光电导
第十章参考文献

附录
Ⅰ．元素周期表
Ⅱ．物理常数
Ⅲ．半导体数据
Ⅳ．各种能量及其相应温度、相应波长的数量级
Ⅴ．单位变换
《半导体科学与技术丛书》已出版书目

前言/序言

　　今天我们重印我们尊敬的导师黄昆先生和谢希德先生在50多年前写的《半导体物理学》，不仅仅是为了纪念他们，更重要的是这本书的科学价值，半导体科学技术在50多年来飞速发展，但它的基本原理是不变的，目前市场上，中外文版的《半导体物理学》很多，各有自己的特点.黄先生和谢先生的这本《半导体物理学》是两位当年最优秀的固体物理学家在自己深入研究的基础上写出的，对半导体物理的各种基本问题有自己独特的见解和深入的阐述，这是一般的《半导体物理学》所不具备的。
　　当时的形势是全国刚解放，百废待兴，西方国家对中国实行经济和科技的封锁.北京大学陈辰嘉教授回忆当时所情形是：1956年3月，我国集中了600多位科学家，制定了12年科学技术发展规划，确定了多项重要科学技术任务.当时提出了“发展计算技术、半导体技术、无线电电子学、自动学和远距离操纵技术的紧急措施方案”。周恩来总理亲自过问审议，立即批准，当时高等教育部决定，将北京大学、复旦大学、南京大学、厦门大学和东北人民大学（后改为吉林大学）有关专业的教师和学生集中到北京大学物理系，创办中国第一个五校联合专门化，由北京大学黄昆教授担任半导体教研室主任，复旦大学谢希德教授担任副主任。
　　半导体物理学是半导体科学与技术的学科基础，由于这是一门新兴学科，直到20世纪50年代，国际上还没有专门的教科书。再加上中国当时封闭的国际环境，黄先生和谢先生只能根据自己过去在国外学到的东西，自学俄语参考当时苏联的文献，自己编写教材，主讲“半导体物理”课程.他们在整理教材的基础上，合作撰写了一部专著《半导体物理学》，最后由黄昆统一修改定稿，于1958年由科学出版社出版。
　　这是当时国际上学术水平很高的一部著作.他们借助于过去科学研究工作中的经验，将教材建设当作科研工作来对待，潜心研究，使其趋于完美。这本书系统地阐述了正在迅速发展的半导体物理学科的基本物理现象和理论，是中国半导体领域最早的一本专门著作，在国际上也是属于学术研究前沿水平上的著作，在很长的一段时间内，这本著作成为中国半导体科学技术各个专业的研究人员的基本参考书，也是培养半导体学科专门人才所广为使用的一本标准教材。

晶体管的黎明：电子时代的奠基石 丛书名： 经典物理与工程前沿 本书：《晶体管的黎明：电子时代的奠基石》 书籍简介： 本书深入探讨了半导体领域一个至关重要的历史节点和科学转折点：晶体管的发明及其对现代科技的颠覆性影响。我们摒弃了复杂的量子力学细节，转而聚焦于晶体管从理论构想到实用器件的工程演进、物理原理的直观理解，以及它如何催生了信息时代的全面爆发。 第一部分：真空管的黄昏与晶体管的曙光 在本书的开篇，我们将回顾二十世纪中叶电子技术的主宰者——真空管。真空管（电子管）的局限性是显而易见的：体积庞大、能耗惊人、寿命有限且机械脆弱。正是这些瓶颈，激发了科学家们对固体替代品的迫切探索。 第一章：电子器件的先驱与困境 本章详细描述了早期电子设备（如收音机、雷达和早期的计算机）对高效能放大和开关元件的依赖。我们剖析了贝尔实验室在二战后对下一代电子元件的战略性投入，以及当时科学家们对“固体放大器”的理论设想与实际操作之间的鸿沟。重点讨论了如何利用材料的内在属性而非依赖真空中的电子发射来实现控制。 第二章：肖克利、巴丁与布拉顿的突破 本章是全书的核心叙事之一。我们细致描绘了约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利在贝尔实验室的工作环境与学术碰撞。着重解释了1947年点接触型晶体管（Point-Contact Transistor）首次成功演示的激动人心的时刻。我们不会陷入晦涩的物理推导，而是侧重于解释“场效应”的初步概念，以及为何这种结构能够替代庞大笨重的真空管，实现电流的有效控制。 第二部分：从实验室到生产线：工程化的挑战 晶体管的诞生并非终点，而是漫长工程化之路的起点。如何稳定、可靠、大规模地制造这些微小元件，是决定其能否普及的关键。 第三章：结型晶体管的诞生与结构优化 本书随后转向了威廉·肖克利主导的、更具实用潜力的结型晶体管（Junction Transistor）的开发。我们详细比较了点接触型与结型晶体管的结构差异、工作原理的优化，以及结型晶体管在稳定性和增益方面的显著优势。本章将深入浅出地解释“P-N结”的形成及其在单向导电性中的核心作用，这是理解所有现代半导体器件的基石。 第四章：材料科学的飞跃：锗到硅的过渡 早期的晶体管主要依赖锗（Germanium）。然而，锗的温度敏感性限制了其在更广阔应用中的前景。本章聚焦于硅（Silicon）作为下一代半导体材料的崛起。我们探讨了提纯技术（如区域熔炼法）的进步，以及如何实现高质量单晶硅的生长。硅的宽禁带特性和更高的热稳定性，如何为后来的高功率和高温应用铺平了道路。 第五章：封装、可靠性与早期应用 一个微小的半导体元件必须被封装起来，才能在真实世界中工作。本章侧重于工程实践：如何设计出能够承受机械应力、防止潮气侵蚀的封装技术。我们考察了早期晶体管在助听器、便携式收音机（如标志性的“晶体管收音机”）中的应用，这些应用首次将复杂的电子设备带入了寻常百姓家，展示了小型化带来的社会变革。 第三部分：集成电路的前夜 晶体管的真正潜力在于集成。本书的最后部分，探讨了如何将单个元件的概念扩展到多个元件的协同工作，预示着集成电路时代的到来。 第六章：从离散元件到阵列思维 本章分析了在建造复杂计算机时，将数千个分立晶体管焊接在一起所面临的灾难性挑战——故障率的指数级上升。这迫使工程师们思考“制造”而不是“组装”元件。我们介绍了早期尝试将多个晶体管集成在同一基板上的概念性实验。 第七章：场效应的复兴与MOS结构的奠基 虽然双极性晶体管（BJT）在早期占据主导地位，但场效应晶体管（FET）的潜力从未被忽视。本章回顾了MOS（金属-氧化物-半导体）结构的早期研究，这些结构虽然在初期因工艺不成熟而受阻，但其高输入阻抗和工艺兼容性，为未来超大规模集成电路（VLSI）的实现埋下了关键伏笔。 结语：一个安静的革命 本书的结尾总结了晶体管发明的深远意义。它不仅是一项工程成就，更是一场静默的社会革命的开端。它彻底改变了计算、通信和控制的范式，将笨重、昂贵、高耗能的电子学带入了微型化、低功耗的数字时代。本书旨在让读者体会到，在那些决定未来的实验室中，科学家们是如何通过对固体材料基本性质的深刻洞察，重塑了我们今日生活的方方面面。 目标读者： 电子工程、材料科学、物理学专业学生，以及对科技史、信息时代起源感兴趣的广大读者。本书侧重于物理概念的工程应用和历史背景，而非高深的理论推导。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》，迫不及待地翻阅起来。封面设计简洁大气，虽然我还没来得及深入研读，但第一眼的印象就觉得它是一本厚重、扎实的学术著作。我特别关注的是它在半导体材料特性方面是否能有独到的阐述。比如，对于一些新型量子点材料，它会深入讲解其能带结构、激子行为以及在光电器件中的应用潜力吗？我希望能在这本书中找到对诸如钙钛矿、二维材料（如石墨烯、TMDs）等前沿材料的详尽分析，包括它们的制备工艺、表面缺陷的影响以及如何通过掺杂或修饰来优化其电学和光学性能。此外，对于半导体器件的物理过程，例如PN结的形成、载流子输运机制、以及各种击穿现象的机理，我非常期待它能有非常清晰透彻的讲解，最好能配上易于理解的图示和数学模型。我尤其希望它能对某些特殊的半导体效应，如隧道效应、热释电效应、压电效应在材料中的表现有深入的探讨，并能链接到具体的应用实例，让我能更直观地感受到这些理论的价值。总的来说，我希望这本书能够成为我深入理解半导体物理世界的坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对半导体材料的制备和表征技术感兴趣的初学者，我希望这本书《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》能在这方面有所建树。虽然书名侧重于“物理学”，但我认为理解材料的制备过程对于深入掌握其物理特性至关重要。我希望它能介绍一些主流的半导体材料外延生长技术，比如MOCVD、MBE等，并分析不同生长条件对材料晶体质量、表面形貌以及掺杂均匀性的影响。此外，对于半导体材料的结构缺陷，如空位、间隙原子、位错、以及晶界等，我希望书中能详细解释它们如何影响材料的电学和光学性能，并且探讨一些减小或控制这些缺陷的方法。在表征方面，我期待它能介绍一些常用的半导体材料表征技术，比如X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、以及光致发光（PL）、拉曼散射等，并解释如何通过这些技术来分析材料的晶体结构、微观形貌、电子能带结构和光学性质。我希望能在这本书中找到指导性的内容，帮助我理解如何从材料的微观结构和性能之间建立起联系。

评分☆☆☆☆☆

我对半导体器件的可靠性和失效机理一直很关注。在我的工作实践中，经常会遇到器件失效的问题，如果能从基础物理层面深入理解这些问题，将非常有益。我希望这本《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》能够包含关于半导体器件可靠性的一些物理基础。例如，热应力、电应力、以及环境因素（如湿度、温度变化）如何引起器件内部的物理变化，进而导致性能退化甚至失效？书中会详细分析电迁移、栅氧化层击穿、以及PN结击穿等常见的失效机制吗？我希望能看到对半导体材料在长期工作状态下可能出现的各种形变、相变、以及界面反应的物理描述。此外，对于一些特殊的器件，如功率半导体器件，在高电流密度和高电压下的可靠性挑战，书中是否会有专门的章节进行阐述？我希望这本书能提供更深入的物理见解，帮助我理解这些复杂现象的根源，从而更好地进行器件的设计和优化，提高其长期工作的稳定性。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一直对半导体器件的微观世界充满好奇。这本《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》的标题就勾起了我极大的兴趣。我最想了解的是，它在半导体载流子动力学方面是否能提供一些令人耳目一新的见解。特别是对于高速器件，例如在高频电路中，载流子的漂移和扩散速度是如何受到电场、温度以及晶格振动影响的？书中会详细讨论微观散射机制，比如声子散射、杂质散射、表面散射，并量化它们对载流子迁移率的影响吗？我希望能看到关于非平衡载流子动力学的深入分析，包括注入、复合、以及在外加电场作用下的能量弛豫过程。此外，对于量子效应在现代半导体器件中的作用，例如量子限制效应在量子阱、量子线、量子点中的体现，以及它们如何影响器件的能谱和传输特性，我非常期待书中能有详细的论述。我尤其希望它能对一些复杂的半导体输运现象，如朗道能级、霍尔效应的量子化、以及拓扑绝缘体中的无耗散边缘态等进行深入的剖析，并解释其背后的物理原理，这对我的研究有着至关重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

我一直对半导体中的光学现象和光电器件的应用抱有浓厚兴趣。这本书《半导体科学与技术丛书：半导体物理学》的标题让我对它在这一领域的深入程度抱有期待。我希望书中能够详细阐述半导体材料的光学特性，例如其吸收光谱、反射光谱、以及发光特性是如何由其能带结构决定的。我期待它能深入讲解光生载流子的产生、扩散、复合过程，以及这些过程如何影响光电器件的性能。例如，对于太阳能电池，书中会详细分析光吸收、载流子分离、以及电荷收集的物理机制吗？对于LED和激光器，我希望能看到关于电子-空穴复合发光、以及激子发光的物理原理的细致解读。此外，我希望书中能探讨一些先进的光电器件，例如光电探测器、光调制器、以及光耦合器等，并解释其工作原理与半导体物理特性的内在联系。我尤其希望能看到关于半导体异质结、量子阱、以及量子点在这些器件中如何实现高性能的物理解释，这将极大地拓展我对光电器件领域的理解。