半導體科學與技術叢書：半導體物理學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃昆，謝希德 著

圖書標籤:

• 半導體物理學
• 半導體
• 物理學
• 電子工程
• 材料科學
• 固體物理
• 半導體器件
• 微電子學
• 集成電路
• 電子技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030346148

版次：1

商品編碼：12044317

包裝：平裝

叢書名： 半導體科學與技術叢書

開本：16開

齣版時間：1958-08-01

用紙：膠版紙

頁數：352

字數：444000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：物理學相關專業高年級本科生、研究生和高校教師
　　《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》為黃昆與謝希德在1958年撰寫，是中國半導體領域*早的一本專門著作，也是代錶當時國際上學術研究前沿水平的著作。很長一段時間內，這本著作成為中國半導體科學技術各個專業研究人員的基本參考書，也是培養半導體學科專門人纔所廣為使用的一本標準教材。今天重印這本50多年前寫的書，是因為這本經典著作在當前依然有科學價值。半導體科學技術近年來飛速發展，但其基本原理是不變的。《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》是兩位當年zui優秀的固體物理學傢在深入研究的基礎上寫齣的，對半導體物理的各種基本問題有獨特的見解和深入的闡述，這是一般的著作所不具備的。重新齣版這本書也是為瞭紀念這兩位中國半導體事業的開拓者和奠基者。他們不僅在科學研究和教學工作中取得瞭很高的成就，其崇高品德也值得我們每個人學習。

內容簡介

　　《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》比較全麵地介紹瞭有關半導體物理原理的基礎知識。內容包括：半導體中電子的運動狀態，統計原理，在電磁場以及在有溫差時的各種輸運過程，光吸收和光電導的現象，非平衡載流子的運動，錶麵和接觸的現象，pn結的原理。
　　雖然《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》的主要對象是綜閤大學物理專業的學生，但是在內容的具體選擇和敘述上都力求做到能供更為廣泛的半導體技術工作者參考。隻要是有相當於一般理工科大學基礎的讀者，《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》的絕大部分內容就可以閱讀。

內頁插圖

目錄

《半導體科學與技術叢書》齣版說明
重印前言
序

第一章 半導體中的電子狀態
1．能帶的形成
2．電子在外力下的運動和有效質量
3．導帶、滿帶和空穴
4．雜質和缺陷能級
第一章參考文獻

第二章 電子和空穴的統計分布
5．費米能級和電子的統計分布
6．本徵激發和雜質電離
7．普遍情況下統計分布的分析
8．載流子的簡並化
9．化學勢和質量作用定律
第二章參考文獻

第三章 電磁場中的遷移現象
10．載流子的散射
11．電導的簡單分析
12．霍爾效應的簡單分析
13．簡單分析的局限性和結果的修正
14．電導率的統計理論
15．遷移率
16．一種載流子霍爾效應的統計理論
17．兩種載流子的霍爾係數
18．半導體的磁阻
19．實驗結果與半導體某些物理量的測定
20．低溫的霍爾效應和電導
第三章參考文獻

第四章 半導體的熱導率、溫差電現象和熱磁效應
21．熱傳導
22．溫差電現象的一般描述和熱力學關係
23．半導體的溫差電動勢率
24．電能與熱能的轉換，溫差電發電機，製冷器與發熱器
25．熱磁效應
第四章參考文獻

第五章 非平衡載流子
26．少數載流子的注入和檢驗
27．壽命和測量方法
28．非平衡載流子的擴散
29．光擴散電勢差和光磁效應
30．錶麵對壽命的影響
31．非平衡載流子的漂移和擴散
32．復閤過程的性質和直接復閤的理論
33．復閤中心理論
34．陷阱效應
第五章參考文獻

第六章 半導體錶麵
35．外電場（或附著電荷）和錶麵勢
36．功函數和接觸電勢
37．錶麵電導和場效應
38．錶麵能級
39．錶麵結構和錶麵過程的弛豫現象
第六章參考文獻

第七章 半導體和金屬的接觸
40．接觸勢壘
41．擴散理論和伏安特性麯綫
42．兩極管理論
43．理論的檢驗和修正
44．阻擋層中非平衡載流子效應
第七章參考文獻

第八章 pn結
45．pn結的勢壘和伏安特性
46．pn結的電容
47．電擊穿現象
第八章參考文獻

第九章 半導體中光的吸收
48．本徵吸收
49．其他的吸收過程
50．晶格振動對電子躍遷的影響
第九章參考文獻

第十章 光電導
51．半導體的光電導
52．直綫性和拋物綫性光電導
53．復閤和陷阱作用
54．本徵光電導的光譜分布
55．雜質光電導
第十章參考文獻

附錄
Ⅰ．元素周期錶
Ⅱ．物理常數
Ⅲ．半導體數據
Ⅳ．各種能量及其相應溫度、相應波長的數量級
Ⅴ．單位變換
《半導體科學與技術叢書》已齣版書目

前言/序言

　　今天我們重印我們尊敬的導師黃昆先生和謝希德先生在50多年前寫的《半導體物理學》，不僅僅是為瞭紀念他們，更重要的是這本書的科學價值，半導體科學技術在50多年來飛速發展，但它的基本原理是不變的，目前市場上，中外文版的《半導體物理學》很多，各有自己的特點.黃先生和謝先生的這本《半導體物理學》是兩位當年最優秀的固體物理學傢在自己深入研究的基礎上寫齣的，對半導體物理的各種基本問題有自己獨特的見解和深入的闡述，這是一般的《半導體物理學》所不具備的。
　　當時的形勢是全國剛解放，百廢待興，西方國傢對中國實行經濟和科技的封鎖.北京大學陳辰嘉教授迴憶當時所情形是：1956年3月，我國集中瞭600多位科學傢，製定瞭12年科學技術發展規劃，確定瞭多項重要科學技術任務.當時提齣瞭“發展計算技術、半導體技術、無綫電電子學、自動學和遠距離操縱技術的緊急措施方案”。周恩來總理親自過問審議，立即批準，當時高等教育部決定，將北京大學、復旦大學、南京大學、廈門大學和東北人民大學（後改為吉林大學）有關專業的教師和學生集中到北京大學物理係，創辦中國第一個五校聯閤專門化，由北京大學黃昆教授擔任半導體教研室主任，復旦大學謝希德教授擔任副主任。
　　半導體物理學是半導體科學與技術的學科基礎，由於這是一門新興學科，直到20世紀50年代，國際上還沒有專門的教科書。再加上中國當時封閉的國際環境，黃先生和謝先生隻能根據自己過去在國外學到的東西，自學俄語參考當時蘇聯的文獻，自己編寫教材，主講“半導體物理”課程.他們在整理教材的基礎上，閤作撰寫瞭一部專著《半導體物理學》，最後由黃昆統一修改定稿，於1958年由科學齣版社齣版。
　　這是當時國際上學術水平很高的一部著作.他們藉助於過去科學研究工作中的經驗，將教材建設當作科研工作來對待，潛心研究，使其趨於完美。這本書係統地闡述瞭正在迅速發展的半導體物理學科的基本物理現象和理論，是中國半導體領域最早的一本專門著作，在國際上也是屬於學術研究前沿水平上的著作，在很長的一段時間內，這本著作成為中國半導體科學技術各個專業的研究人員的基本參考書，也是培養半導體學科專門人纔所廣為使用的一本標準教材。

晶體管的黎明：電子時代的奠基石 叢書名： 經典物理與工程前沿 本書：《晶體管的黎明：電子時代的奠基石》 書籍簡介： 本書深入探討瞭半導體領域一個至關重要的曆史節點和科學轉摺點：晶體管的發明及其對現代科技的顛覆性影響。我們摒棄瞭復雜的量子力學細節，轉而聚焦於晶體管從理論構想到實用器件的工程演進、物理原理的直觀理解，以及它如何催生瞭信息時代的全麵爆發。 第一部分：真空管的黃昏與晶體管的曙光 在本書的開篇，我們將迴顧二十世紀中葉電子技術的主宰者——真空管。真空管（電子管）的局限性是顯而易見的：體積龐大、能耗驚人、壽命有限且機械脆弱。正是這些瓶頸，激發瞭科學傢們對固體替代品的迫切探索。 第一章：電子器件的先驅與睏境 本章詳細描述瞭早期電子設備（如收音機、雷達和早期的計算機）對高效能放大和開關元件的依賴。我們剖析瞭貝爾實驗室在二戰後對下一代電子元件的戰略性投入，以及當時科學傢們對“固體放大器”的理論設想與實際操作之間的鴻溝。重點討論瞭如何利用材料的內在屬性而非依賴真空中的電子發射來實現控製。 第二章：肖剋利、巴丁與布拉頓的突破 本章是全書的核心敘事之一。我們細緻描繪瞭約翰·巴丁、沃爾特·布拉頓和威廉·肖剋利在貝爾實驗室的工作環境與學術碰撞。著重解釋瞭1947年點接觸型晶體管（Point-Contact Transistor）首次成功演示的激動人心的時刻。我們不會陷入晦澀的物理推導，而是側重於解釋“場效應”的初步概念，以及為何這種結構能夠替代龐大笨重的真空管，實現電流的有效控製。 第二部分：從實驗室到生産綫：工程化的挑戰 晶體管的誕生並非終點，而是漫長工程化之路的起點。如何穩定、可靠、大規模地製造這些微小元件，是決定其能否普及的關鍵。 第三章：結型晶體管的誕生與結構優化 本書隨後轉嚮瞭威廉·肖剋利主導的、更具實用潛力的結型晶體管（Junction Transistor）的開發。我們詳細比較瞭點接觸型與結型晶體管的結構差異、工作原理的優化，以及結型晶體管在穩定性和增益方麵的顯著優勢。本章將深入淺齣地解釋“P-N結”的形成及其在單嚮導電性中的核心作用，這是理解所有現代半導體器件的基石。 第四章：材料科學的飛躍：鍺到矽的過渡 早期的晶體管主要依賴鍺（Germanium）。然而，鍺的溫度敏感性限製瞭其在更廣闊應用中的前景。本章聚焦於矽（Silicon）作為下一代半導體材料的崛起。我們探討瞭提純技術（如區域熔煉法）的進步，以及如何實現高質量單晶矽的生長。矽的寬禁帶特性和更高的熱穩定性，如何為後來的高功率和高溫應用鋪平瞭道路。 第五章：封裝、可靠性與早期應用 一個微小的半導體元件必須被封裝起來，纔能在真實世界中工作。本章側重於工程實踐：如何設計齣能夠承受機械應力、防止潮氣侵蝕的封裝技術。我們考察瞭早期晶體管在助聽器、便攜式收音機（如標誌性的“晶體管收音機”）中的應用，這些應用首次將復雜的電子設備帶入瞭尋常百姓傢，展示瞭小型化帶來的社會變革。 第三部分：集成電路的前夜 晶體管的真正潛力在於集成。本書的最後部分，探討瞭如何將單個元件的概念擴展到多個元件的協同工作，預示著集成電路時代的到來。 第六章：從離散元件到陣列思維 本章分析瞭在建造復雜計算機時，將數韆個分立晶體管焊接在一起所麵臨的災難性挑戰——故障率的指數級上升。這迫使工程師們思考“製造”而不是“組裝”元件。我們介紹瞭早期嘗試將多個晶體管集成在同一基闆上的概念性實驗。 第七章：場效應的復興與MOS結構的奠基 雖然雙極性晶體管（BJT）在早期占據主導地位，但場效應晶體管（FET）的潛力從未被忽視。本章迴顧瞭MOS（金屬-氧化物-半導體）結構的早期研究，這些結構雖然在初期因工藝不成熟而受阻，但其高輸入阻抗和工藝兼容性，為未來超大規模集成電路（VLSI）的實現埋下瞭關鍵伏筆。 結語：一個安靜的革命 本書的結尾總結瞭晶體管發明的深遠意義。它不僅是一項工程成就，更是一場靜默的社會革命的開端。它徹底改變瞭計算、通信和控製的範式，將笨重、昂貴、高耗能的電子學帶入瞭微型化、低功耗的數字時代。本書旨在讓讀者體會到，在那些決定未來的實驗室中，科學傢們是如何通過對固體材料基本性質的深刻洞察，重塑瞭我們今日生活的方方麵麵。 目標讀者： 電子工程、材料科學、物理學專業學生，以及對科技史、信息時代起源感興趣的廣大讀者。本書側重於物理概念的工程應用和曆史背景，而非高深的理論推導。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一直對半導體器件的微觀世界充滿好奇。這本《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》的標題就勾起瞭我極大的興趣。我最想瞭解的是，它在半導體載流子動力學方麵是否能提供一些令人耳目一新的見解。特彆是對於高速器件，例如在高頻電路中，載流子的漂移和擴散速度是如何受到電場、溫度以及晶格振動影響的？書中會詳細討論微觀散射機製，比如聲子散射、雜質散射、錶麵散射，並量化它們對載流子遷移率的影響嗎？我希望能看到關於非平衡載流子動力學的深入分析，包括注入、復閤、以及在外加電場作用下的能量弛豫過程。此外，對於量子效應在現代半導體器件中的作用，例如量子限製效應在量子阱、量子綫、量子點中的體現，以及它們如何影響器件的能譜和傳輸特性，我非常期待書中能有詳細的論述。我尤其希望它能對一些復雜的半導體輸運現象，如朗道能級、霍爾效應的量子化、以及拓撲絕緣體中的無耗散邊緣態等進行深入的剖析，並解釋其背後的物理原理，這對我的研究有著至關重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對半導體材料的製備和錶徵技術感興趣的初學者，我希望這本書《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》能在這方麵有所建樹。雖然書名側重於“物理學”，但我認為理解材料的製備過程對於深入掌握其物理特性至關重要。我希望它能介紹一些主流的半導體材料外延生長技術，比如MOCVD、MBE等，並分析不同生長條件對材料晶體質量、錶麵形貌以及摻雜均勻性的影響。此外，對於半導體材料的結構缺陷，如空位、間隙原子、位錯、以及晶界等，我希望書中能詳細解釋它們如何影響材料的電學和光學性能，並且探討一些減小或控製這些缺陷的方法。在錶徵方麵，我期待它能介紹一些常用的半導體材料錶徵技術，比如X射綫衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）、以及光緻發光（PL）、拉曼散射等，並解釋如何通過這些技術來分析材料的晶體結構、微觀形貌、電子能帶結構和光學性質。我希望能在這本書中找到指導性的內容，幫助我理解如何從材料的微觀結構和性能之間建立起聯係。

評分☆☆☆☆☆

我一直對半導體中的光學現象和光電器件的應用抱有濃厚興趣。這本書《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》的標題讓我對它在這一領域的深入程度抱有期待。我希望書中能夠詳細闡述半導體材料的光學特性，例如其吸收光譜、反射光譜、以及發光特性是如何由其能帶結構決定的。我期待它能深入講解光生載流子的産生、擴散、復閤過程，以及這些過程如何影響光電器件的性能。例如，對於太陽能電池，書中會詳細分析光吸收、載流子分離、以及電荷收集的物理機製嗎？對於LED和激光器，我希望能看到關於電子-空穴復閤發光、以及激子發光的物理原理的細緻解讀。此外，我希望書中能探討一些先進的光電器件，例如光電探測器、光調製器、以及光耦閤器等，並解釋其工作原理與半導體物理特性的內在聯係。我尤其希望能看到關於半導體異質結、量子阱、以及量子點在這些器件中如何實現高性能的物理解釋，這將極大地拓展我對光電器件領域的理解。

評分☆☆☆☆☆

我對半導體器件的可靠性和失效機理一直很關注。在我的工作實踐中，經常會遇到器件失效的問題，如果能從基礎物理層麵深入理解這些問題，將非常有益。我希望這本《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》能夠包含關於半導體器件可靠性的一些物理基礎。例如，熱應力、電應力、以及環境因素（如濕度、溫度變化）如何引起器件內部的物理變化，進而導緻性能退化甚至失效？書中會詳細分析電遷移、柵氧化層擊穿、以及PN結擊穿等常見的失效機製嗎？我希望能看到對半導體材料在長期工作狀態下可能齣現的各種形變、相變、以及界麵反應的物理描述。此外，對於一些特殊的器件，如功率半導體器件，在高電流密度和高電壓下的可靠性挑戰，書中是否會有專門的章節進行闡述？我希望這本書能提供更深入的物理見解，幫助我理解這些復雜現象的根源，從而更好地進行器件的設計和優化，提高其長期工作的穩定性。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《半導體科學與技術叢書：半導體物理學》，迫不及待地翻閱起來。封麵設計簡潔大氣，雖然我還沒來得及深入研讀，但第一眼的印象就覺得它是一本厚重、紮實的學術著作。我特彆關注的是它在半導體材料特性方麵是否能有獨到的闡述。比如，對於一些新型量子點材料，它會深入講解其能帶結構、激子行為以及在光電器件中的應用潛力嗎？我希望能在這本書中找到對諸如鈣鈦礦、二維材料（如石墨烯、TMDs）等前沿材料的詳盡分析，包括它們的製備工藝、錶麵缺陷的影響以及如何通過摻雜或修飾來優化其電學和光學性能。此外，對於半導體器件的物理過程，例如PN結的形成、載流子輸運機製、以及各種擊穿現象的機理，我非常期待它能有非常清晰透徹的講解，最好能配上易於理解的圖示和數學模型。我尤其希望它能對某些特殊的半導體效應，如隧道效應、熱釋電效應、壓電效應在材料中的錶現有深入的探討，並能鏈接到具體的應用實例，讓我能更直觀地感受到這些理論的價值。總的來說，我希望這本書能夠成為我深入理解半導體物理世界的堅實基礎。