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余怀之著 著

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• 红外光学材料
• 光学材料
• 红外技术
• 材料科学
• 物理学
• 光学
• 第二版
• 红外光谱
• 材料特性
• 科学研究

店铺： 学向美图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118099676

商品编码：28105483630

包装：精装

开本：16

出版时间：2015-02-01

内容介绍
　　本书系统地、较全面地论述了到目前各种红外光学材料的光学、热学和力学性质（参数），各种红外光学材料的制备方*及工艺，以及工艺条件对各种性能产生影响。同时，对应用中所必须要考虑的增透膜和保护膜也做了论述，CVD金刚石是理想的窗口材料，对金刚石的性质、CVD金刚石的合成机理、制备方*以及后续加工方*也做了介绍。

目录
*1章 红外光学材料基础 1.1 引言 1.2 大气窗口 1.3 黑体辐射——普朗克辐射定律 1.4 波动方程和光学常数 1.5 反射和折射 1.6 薄膜光学 1.7 折射指数和色散 1.8 在各向异性介质中光的传播——*折射 1.9 透明介质中光的散射 1.10 透明介质热辐射的发射率 1.11 断裂强度和断裂韧性 1.12 断裂强度的统计分析 1.13 抗热冲击品质因子*1章  红外光学材料基础
  1.1  引言
  1.2  大气窗口
  1.3  黑体辐射——普朗克辐射定律
  1.4  波动方程和光学常数
  1.5  反射和折射
  1.6  薄膜光学
  1.7  折射指数和色散
  1.8  在各向异性介质中光的传播——*折射
  1.9  透明介质中光的散射
  1.10  透明介质热辐射的发射率
  1.11  断裂强度和断裂韧性
  1.12  断裂强度的统计分析
  1.13  抗热冲击品质因子
    1.13.1  压力诱导应力
    1.13.2  热诱导应力
    1.13.3  品质因子
  1.14  激光窗口的光畸变
  参考文献
*2章  红外光学材料的光学性质
  2.1  引言
  2.2  反射
  2.3  透过率和吸收系数及与温度的关系
    2.3.1  概述
    2.3.2  红外光学材料的透射波段
    2.3.3  Ge和Si
    2.3.4  GaAs和GaP
    2.3.5  蓝宝石和氧化铝多晶.
    2.3.6  氧化物多晶光学陶瓷--MgAl204、MgO、Y203、石英和YAG
    2.3.7  ZnS和ZnSe
    2.3.8  CVDSiC和CVDSi2*4
    2.3.9  MgF2和CaF2
    2.3.1  0硫系化合物玻璃
  2.4  折射指数、色散和折射指数与温度的关系
    2.4.1  Ge和Si
    2.4.2  GaAs和GaP
    2.4.3  氧化物光学陶瓷
    2.4.4  CVDZnS和CVDZnSe
    2.4.5  β—SiC和0α--Si3*4
    2.4.6  MgF2和CaF2
    2.4.7  硫系玻璃
  2.5  散射
  2.6  发射率
  2.7  红外光学材料的微波透射性质
  参考文献
第3章  红外光学材料的力学与热学性质
  3.1  引言
  3.2  红外光学材料力学和热学性质
    3.2.1  弹性模量E和泊松比v
    3.2.2  热导率
    3.2.3  热膨胀系数
  3.3  红外光学材料的硬度及其影响因素
    3.3.1  硬度测试
    3.3.2  温度对硬度的影响
    3.3.3  晶粒尺寸的影响
    3.3.4  压力的影响.
    3.3.5  形成固溶体改善硬度
    3.3.6  化学键对硬度的影响
    3.3.7  硬度和材料其他参数的关系
  3.4  红外光学材料断裂强度及其影响因素
    3.4.1  常用的强度测试方*
    3.4.2  陶瓷材料强度的影响因素
  3.5  蓝宝石单晶的高温强度
    3.5.1  温度对蓝宝石强度的影响
    3.5.2  蓝宝石高温强度的改善
  3.6  红外光学材料的断裂韧性
  3.7  红外光学材料抗热冲击品质因子
  3.8  固体粒子对红外光学元件表面的冲击损伤
  3.9  红外光学元件表面的雨蚀
  3.10  激光窗口用光学材料
  参考文献
第4章  红外光学材料的制备方*和工艺
  4.1  引言
  4.2  热压工艺
    4.2.1  热压的工艺原理
    4.2.2  ZnS和.ZnSe的热压
    4.2.3  热压制备其他光学材料
  4.3  烧结、热压烧结和热等静压*
    4.3.1  烧结、热等静压制备ZnS
    4.3.2  尖晶石(MgAl204)的制备
    4.3.3  氮氧化铝(A10*)晶体
  4.4纳米和亚微米氧化物透明陶瓷的制备
    4.4.1  透明A1203哆晶陶瓷
    4.4.2  *d：YAG
    4.4.3  纳米MgO和Y203
  4.5  熔体定向凝固*
    4.5.1  定向凝固的热流及温度分布
    4.5.2  热交换*(}tEM)
    4.5.3  梯度凝固*(GSM)
    4.5.4  垂直梯度凝固*(VGF)
    4.5.5  泡生*(kyropoulos*)
    4.5.6  水平*生长蓝宝石
  4.6  导模*
    4.6.1  导模*生长原理
    4.6.2  导模*工艺
  4.7  直拉生长*((~'zochralski*)
    4.7.1  熔体生长的基本原理
    4.7.2  锗和硅单晶生长
    4.7.3  Ⅲ1V族化合物半导体GaAs和GaP
  参考文献
第5章  化学气相沉积制备红外光学材料
  5.1  引言
  5.2  化学气相沉积基础
    5.2.1  概述
    5.2.2  温度的影响
    5.2.3  反应剂分子向衬底表面的传输
    5.2.4  压力的影响
    5.2.5  反应剂气体流动状态
  5.3  CVDZnS和CVDZnSe
  5.4  CVDB—SiC
  5.5  CVDGaP
  5.6  CVDSi2*4
  参考文献
第6章  金刚石光学材料
  6.1  概述
  6.2  CVD金刚石性质
    6.2.1  CVD金刚石的光学性能
    6.2.2  CVD金刚石的热学性质
    6.2.3  CVD金刚石的力学性质
    6.2.4  金刚石的氧化和保护
  6.3  CVD金刚石生长机理
    6.3.1  表面激活
    6.3.2  生长机制
    6.3.3  缺陷的产生
    6.3.4  原子H的输送
  6.4  CVD金刚石生长工艺
    6.4.1  M’WCVD金刚石合成
    6.4.2  直流电弧放电等离子体合成金刚石
    6.4.3  燃烧火焰喷射合成金刚石
  6.5  金刚石涂层
    6.5.1  锗上的金刚石涂层
    6.5.2  ZnS上的金刚石膜.
  6.6  CVD金刚石表面加工
    6.6.1  激光束平滑技术
    6.6.2  热金属研磨金刚石表面的热化学抛光技术
    6.6.3  等离子体腐蚀抛光
  参考文献
第7章  增透膜和保护膜
  7.1引言
  7.2  红外光学材料的宽带增透膜
  7.3  薄膜制备方*
  7.4  表面凸起结构的减反射
  7.5  光学元件表面保护
  7.6  类金刚石碳(DLC)膜
  7.7  GeC膜
    7.7.1  GeC膜的制备
    7.7.2  GeC膜的光学性质
    7.7.3  GeC膜的力学性能
  7.8  BP和GaP膜.
    7.8.1  BP膜的制备
    7.8.2  BP膜的结构
    7.8.3  BP膜的光学性质
    7.8.4  BP膜的力学性质
  7.9  雨蚀保护
  7.10  沙蚀保护
  7.11  其他硬质保护膜
  7.12  透明导电膜
    7.12.1  金属网格滤波器
    7.12.2  导电衬底和导电膜
    7.12.3  导电网格设计
  参考文献 显示全部信息

《现代半导体器件物理与设计》 图书简介 本书全面深入地探讨了现代半导体器件的物理基础、关键结构、先进制造技术以及器件性能的优化与设计方法。聚焦于当前信息技术和新能源领域至关重要的硅基、III-V族以及新兴宽禁带半导体材料体系，旨在为读者构建一个从微观电子行为到宏观器件性能的完整知识框架。 第一部分：半导体基础物理与材料 本书首先从量子力学的基本原理出发，阐述了半导体能带理论、载流子输运机制（漂移、扩散、陷阱辅助输运）以及载流子统计（费米-狄拉克分布、玻尔兹曼近似）。详细分析了本征半导体、N型和P型掺杂半导体的电学特性，并引入了杂质能级、缺陷态密度对器件性能的深刻影响。 在材料方面，重点剖析了硅（Si）作为主流半导体材料的晶体结构、缺陷控制以及表面钝化技术。同时，对砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等直接带隙半导体在光电器件中的应用潜力进行了深入讨论，涵盖了异质结的形成与能带对准。近年来，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等第三代半导体材料因其优异的高温、高功率、高频特性成为研究热点，本书专门辟章讲解了这些材料的独特物理性质、晶体生长挑战以及在功率电子学中的关键地位。 第二部分：核心半导体器件结构与工作原理 本部分是本书的基石，系统阐述了构成现代电子电路的几大核心器件的物理机制和设计规范： 1. PN结与肖特基势垒： 深入分析了PN结的平衡态、偏置下的电流-电压（I-V）特性、势垒电容以及雪崩击穿和齐纳击穿的物理机制。肖特基结的形成、能带图、以及在整流和开关电路中的应用得到了详细的论述。 2. 双极性晶体管（BJT）： 详细介绍了BJT的结构、德拜长度效应、基区输运过程（扩散和漂移）、Ebers-Moll模型及其改进模型。重点探讨了如何通过窄基区设计和表面复合控制来提升高频性能（如$f_T$和$f_{max}$）。对于功率BJT，则着重分析了电导调制、热稳定性以及二次击穿的防护设计。 3. 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）： 这是现代集成电路的绝对核心。本书花费大量篇幅讲解了MOS结构的电容-电压（C-V）特性（包括高频、低频响应），沟道电流的形成、亚阈值区的导电机制以及迁移率的限制因素。重点阐述了短沟道效应（SCEs）的物理根源，如DIBL和阈值电压滚降。为应对这些挑战，书中详尽介绍了FinFET（鳍式场效应晶体管）和GAAFET（全环绕栅极场效应晶体管）的先进三维结构设计，以及它们在降低短沟道效应和提升静电控制能力方面的优势。 4. 功率器件的特殊考量： 针对功率MOSFET（VDMOS/LDMOS）和IGBT（绝缘栅双极晶体管），分析了高耐压器件设计中的关键挑战，如P-N结的漂移区掺杂轮廓优化、薄层漂移区的设计，以及如何平衡导通电阻和击穿电压之间的矛盾。 第三部分：先进制造工艺与集成技术 本部分聚焦于将理论转化为实际芯片的技术流程，强调先进工艺对器件性能的决定性作用： 1. 衬底制备与掺杂： 讨论了CZ（直拉法）单晶硅的生长、SOI（绝缘体上硅）技术的发展及其在低功耗器件中的应用。掺杂技术方面，详细对比了离子注入（包括退火激活机制）和扩散（气相、液相）工艺的优缺点，以及如何精确控制掺杂深度和侧壁轮廓。 2. 薄膜沉积与刻蚀： 深入解析了化学气相沉积（CVD，包括PECVD、LPCVD）和物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸镀）的机理，重点关注高介电常数（High-k）栅介质材料（如$ ext{HfO}_2$）的引入及其与金属栅（Metal Gate）技术的融合，以解决传统$ ext{SiO}_2$/多晶硅结构的短沟道限制。刻蚀技术方面，对比了湿法刻蚀与干法反应离子刻蚀（RIE）的各向异性控制、选择比问题，以及先进深反应离子刻蚀（DRIE）在微结构制造中的应用。 3. 互连技术与封装： 讲解了先进集成电路中金属互连层级的演进，从铝（Al）到铜（Cu）的过渡，以及涉及的自对准硅化物（Salicide）工艺和低介电常数（Low-k）材料的应用，以降低RC延迟。封装技术则涉及先进的倒装芯片（Flip-Chip）和3D集成技术对器件热管理和信号完整性的影响。 第四部分：器件的性能优化与建模 本书最后一部分将重点放在器件的量化分析和模型构建上，服务于电路设计和仿真需求： 1. 载流子输运的非理想效应： 分析了高温、强电场条件下载流子的速度饱和现象（Velocity Saturation），高场下的载流子注入与载流子平均能量分布。同时探讨了隧道效应（如直接隧穿和Fowler-Nordheim隧穿）在超薄栅介质和源/漏结中的作用。 2. 噪声源与可靠性： 系统地分析了半导体器件中主要的噪声来源，包括热噪声、散粒噪声（Shot Noise）、闪烁噪声（1/f 噪声）的物理起源和建模方法。在可靠性方面，详细讨论了电迁移（Electromigration）、栅氧化层击穿（TDDB）、以及对静电放电（ESD）防护电路的设计原理。 3. 现代模型与仿真： 介绍了用于电路仿真（如SPICE）的先进器件模型（如BSIM系列模型）的构建思想和参数提取方法。结合有限元分析（FEA），展示了如何通过TCAD（Technology Computer-Aided Design）工具对复杂的3D器件结构进行电场、热场和载流子分布的精确仿真，从而指导新一代器件的结构优化和工艺窗口确定。 本书内容覆盖面广，深度适中，理论推导严谨，并紧密结合了半导体工业界最新的技术发展趋势，适合作为高等院校电子工程、微电子学、材料科学等专业高年级本科生和研究生的教材或参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者显然是一位深谙教学艺术的专家。他的语言风格既保持了理工科的严谨精确，又避免了过度晦涩难懂。他善于使用类比和形象化的语言来解释那些本应枯燥的数学模型。例如，在阐述“吸收系数”与“透过率”之间的非线性关系时，作者采用了一种非常生活化的比喻，帮助读者迅速建立直观认识。整体来看，这本书不仅仅是一本参考手册，更像一位经验丰富的导师，在陪伴读者一步步攻克红外光学材料领域的复杂难题，它的价值是经得起时间和实践检验的。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的编排结构堪称教科书级别的典范。全书的章节划分清晰明了，知识体系的递进关系处理得非常自然。例如，从基础的光学常数理论过渡到薄膜沉积技术，再到特定波段的器件设计，每一步都有明确的承上启下。此外，书后的参考文献列表非常详实和前沿，不仅收录了经典文献，也包含了近几年顶级期刊上的重要成果，这为我后续的深入研究指明了方向。这种构建知识地图的能力，让读者在学习过程中始终能把握全局，避免了知识点碎片化的问题。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅时，我被其内容的广度和深度所震撼。它不像市面上很多同类书籍那样，仅仅停留在基础概念的罗列，而是深入挖掘了材料本身的微观结构与宏观光学性能之间的内在联系。书中对不同红外波段敏感材料的物理机制探讨得极为透彻，从晶格振动到电子跃迁，层层递进，逻辑链条异常完整。作者在论述复杂理论时，总能巧妙地穿插一些经典的实验案例作为佐证，使得抽象的物理概念变得具象化，对于那些希望不仅仅停留在“知道”层面，而是追求“理解”其背后原理的工程师和科研人员来说，无疑是一份宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值在涉及前沿应用的部分得到了淋漓尽致的体现。它没有回避当前红外技术发展中遇到的瓶颈问题，反而坦诚地分析了新型功能材料在极端环境下的稳定性和加工难度。我尤其关注了其中关于“自适应光学元件”那一章节的论述，书中详细介绍了如何通过材料设计来克服像差、提高成像质量，这对于我们正在进行的高精度遥感项目具有直接的指导意义。更难能可贵的是，作者在介绍新材料时，往往会附带一些实际的制备工艺参数范围，这极大地缩短了理论向工程转化的距离。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面采用了哑光处理，触感细腻，配合着简洁而富有现代感的排版，立刻给人一种专业、严谨的学术著作印象。书脊上的字体清晰有力，即便是摆放在书架上，也显得沉稳大气。我特别喜欢它在细节上的处理，比如内页纸张的选择，那种略带米黄的色调，既能有效减轻长时间阅读带来的视觉疲劳，又保证了印刷的清晰度，墨迹的附着力非常好，即便是精细的光学图表和复杂的公式推导，也都能清晰呈现，没有丝毫的模糊或洇墨现象。