图形化半导体材料特性手册 季振国 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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季振国 著

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• 材料特性
• 季振国
• 电子工程
• 材料科学
• 参考手册
• 物理学
• 半导体物理
• 工程技术

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030390103

商品编码：29330399426

包装：平装

出版时间：2013-11-01

基本信息

书名：图形化半导体材料特性手册

定价：118.00元

作者：季振国

出版社：科学出版社

出版日期：2013-11-01

ISBN：9787030390103

字数：

页码：

版次：5

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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电子信息材料是发展极为迅速的一类材料，但是缺少相关的特性手册。已有的类似书籍要不数据量少，要不数据陈旧，满足不了读者的需要。本书收集了大量的已经发表的实验数据，结合作者多年来的实验数据，编写了这部手册。为了便于读者进行数据处理和比较，作者操作性地把收集到的实验数据通过数值化手段转换为数据文件，便于读者进行各种数据处理。手册数据量大，特性齐全，非常适合相关领域的科技工作者和研究生使用。

目录

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前言 图表目录 章数据结构说明 第2章金刚石（C） 第3章锗（Ge） 第4章硅（Si） 第5章锗硅合金（Si1—xGex） 第6章碳化硅（SiC） 第7章灰锡（α—Sn） 第8章硫化镉（（2dS） 第9章碲化镉（（2dTe） 0章氧化锌（Zn（）） 1章硫化锌（ZnS） 2章氮化镓（GaN） 3章砷化镓（GaAs） 4章锑化铟（InSb） 5章氮化硼（BN） 6章磷化硼（BP） 7章锑化铝（AISb） 8章锑化镓（GaSb） 9章磷化铟（InP） 第20章磷化镓（GaP） 第21章砷化铟（InAs） 第22章氮化铟（InN） 第23章砷化铝（AlAs） 第24章磷化铝（AlP） 第25章氮化铝（AIN） 第26章铝镓砷（AlxGal—xAs） 第27章二氧化锡（snOg） 第28章二氧化钛（TiO2） 参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《半导体材料特性图解与应用指南》 简介 在日新月异的电子信息时代，半导体材料作为现代科技的基石，其特性理解与应用至关重要。本书《半导体材料特性图解与应用指南》旨在为读者提供一个全面、直观且深入的半导体材料特性解析框架。本书并非一本简略的概览，而是力求以详实的内容、丰富的图示和严谨的论述，构建起读者对各类半导体材料微观结构、宏观性质及其在不同应用场景下性能表现的深刻认知。 本书的编写初衷，是希望能够架起理论与实践之间的桥梁，尤其针对那些在材料科学、微电子工程、物理学以及相关领域学习、研究或工作的专业人士。我们深知，枯燥的公式和抽象的概念往往是理解复杂材料特性的障碍。因此，本书最大的特色在于其“图解”的理念，即通过大量的示意图、照片、曲线图、相图等可视化元素，将抽象的物理概念和材料行为具象化，帮助读者更直观地、更深刻地理解材料的本质。 内容梗概 本书的内容覆盖了半导体材料的广阔领域，从基本的晶体结构和电子能带理论，到各种典型半导体材料（如硅、锗、III-V族化合物半导体、II-VI族化合物半导体、宽禁带半导体等）的详细特性分析，再到材料在各种前沿技术中的应用探索。 第一部分：半导体材料基础理论 在进入具体材料的讨论之前，本书首先会系统地阐述半导体材料所依赖的基础理论。这包括： 晶体结构与缺陷： 详细介绍半导体材料常见的晶体结构，如金刚石立方结构（适用于Si, Ge）、闪锌矿结构（适用于GaAs, InP等III-V族）、岩盐结构（适用于CdTe等II-VI族）等。通过三维模型和截面图，清晰展示原子排列方式，并深入分析点缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、堆积层错）对材料电学和光学性质的影响。理解缺陷的形成机制和控制方法，是实现高性能半导体器件的前提。 电子能带理论： 这是理解半导体导电机制的核心。本书将用多种示意图来解释价带、导带、禁带宽度（Eg）的概念，以及本征半导体、N型半导体和P型半导体的载流子特性。我们将详细阐述费米能级的位置与掺杂浓度的关系，以及不同温度下载流子浓度的变化规律。此外，还会引入导带底和价带顶的有效质量概念，它直接影响载流子的迁移率。 载流子输运： 深入探讨载流子在电场作用下的漂移运动和浓度梯度驱动下的扩散运动。会详细解释迁移率（μ）的物理意义，并分析影响迁移率的关键因素，如晶格散射（声学声子、光学声子）、杂质散射、缺陷散射等。通过大量的迁移率-温度曲线和迁移率-掺杂浓度曲线，直观展示不同材料和不同条件下的输运性能。还会讨论霍尔效应的测量原理及其在确定载流子类型、浓度和迁移率中的应用。 光学性质： 半导体材料的光学特性与其电子能带结构密切相关。本书将详细介绍光的吸收、发射和透射过程。对于直接带隙和间接带隙半导体，会通过能带图示来解释其吸收光谱和光致发光特性的差异。还会介绍光电导效应、光伏效应以及激子等现象，为理解光电器件奠定基础。 第二部分：典型半导体材料的详细特性分析 在掌握了基础理论后，本书将逐一深入剖析各类重要的半导体材料，每一类材料都将围绕其独特的物理化学性质、制备方法和应用前景展开。 硅（Si）： 作为目前应用最广泛的半导体材料，本书将对其进行详尽的介绍。包括其丰富的晶体学研究、多种生长方法（直拉法、区熔法）、表面处理技术（抛光、外延生长），以及在不同掺杂（B, P, As, Sb）下的电学特性。重点会放在硅的氧化特性、绝缘栅电介质特性以及与其他材料的界面特性，这是CMOS技术得以发展的关键。 锗（Ge）： 介绍其与硅的相似性与差异性，特别是在更低的禁带宽度和更高的载流子迁移率方面的优势。讨论其在红外探测、高速晶体管等领域的应用潜力。 III-V族化合物半导体： 这是一个庞大且极其重要的材料家族，包括砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、氮化镓（GaN）、磷化铝镓铟（AlGaInP）等。 GaAs及其固溶体： 详细介绍GaAs的直接带隙特性，使其在光电子学（LED、激光器、光电探测器）和高速电子学（高频晶体管、集成电路）中扮演重要角色。通过大量图表展示其载流子饱和漂移速度远高于硅的特点。同时，会深入探讨AlxGax-1As、InxGa1-xAs等固溶体的能带结构随组分的变化，以及它们在制备多层异质结构中的应用。 GaN及其固溶体： 重点介绍GaN作为宽禁带半导体的突出优势，包括其高击穿电压、高热导率和优异的化学稳定性，使其成为高功率、高温、高频电子器件（如GaN HEMT）和蓝/绿光LED、激光器的理想材料。会详细分析AlGaN/GaN异质结的二维电子气（2DEG）特性，这是GaN基HEMT的核心。 InP及其相关材料： 介绍InP及其固溶体（如InGaAs, InAlAs）在光纤通信波段（1.3μm, 1.55μm）的优异发光和探测性能，是构成光通信系统的关键材料。 II-VI族化合物半导体： 如硫化镉（CdS）、硒化锌（ZnSe）、碲化镉（CdTe）、碲化汞镉（HgCdTe）等。 CdTe及其固溶体： 重点介绍CdTe作为直接带隙材料在太阳能电池（薄膜太阳能电池）和X射线/γ射线探测器中的应用。 HgCdTe： 深入分析HgCdTe的禁带宽度可调性，使其成为高性能红外探测器的首选材料，涵盖从短红外到长红外波段。 氧化物半导体： 如氧化锌（ZnO）、氧化锡（SnO2）、氧化铟锡（ITO）等。介绍其独特的导电机制和在透明导电薄膜、气敏传感器、场效应晶体管等领域的应用。 有机半导体： 简要介绍其分子结构、电荷传输机制，以及在有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池（OSC）和有机薄膜晶体管（OTFT）中的应用前景。 第三部分：材料生长、表征与器件应用 本书的最后部分将重点关注半导体材料的实际制备、性能评估以及在具体器件中的体现。 材料生长技术： 详细介绍几种主要的半导体晶体生长技术，如直拉法（CZ）、浮区法（FZ）、化学气相沉积（CVD）、金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）等。通过示意图和流程图，清晰展示不同方法的原理、设备构成和优缺点。 材料表征技术： 介绍用于表征半导体材料结构、成分、掺杂和电学性质的关键技术，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱、光致发光（PL）、紫外-可见吸收光谱、四探针法、霍尔效应测量、C-V（电容-电压）测量等。每种技术都将配以原理示意图和典型谱图，帮助读者理解数据的解读。 关键器件中的应用： 集成电路（IC）： 深入探讨硅基CMOS技术的发展，包括MOSFET的结构、工作原理、短沟道效应等。 光电子器件： LED、激光器（半导体激光器）、光电二极管、光电晶体管、光探测器等。重点分析不同材料（如GaN基LED, InP基激光器）在实现特定功能方面的优势。 太阳能电池： 介绍不同类型太阳能电池（硅基、CdTe基、CIGS基、有机基）的工作原理、结构组成和性能指标。 功率器件： SiC（碳化硅）和GaN等宽禁带半导体在制造高压、大功率、高温器件中的关键作用。 传感器： 气体传感器、红外探测器、生物传感器等。 本书特色与价值 图文并茂，直观易懂： 大量使用高质量的示意图、照片、图表，将复杂的理论和技术转化为易于理解的视觉信息。 内容全面，系统性强： 从基础理论到具体材料，再到应用，构建了一个完整的知识体系。 理论与实践结合： 既深入阐述了材料的物理机制，又结合了实际的制备技术和器件应用。 面向专业人士： 为材料科学家、工程师、研究生以及对半导体材料感兴趣的读者提供宝贵的参考。 通过《半导体材料特性图解与应用指南》，我们希望读者能够建立起对半导体材料全方位的认识，理解它们为何在现代科技中扮演着不可或缺的角色，并能够利用这些知识解决实际问题，推动相关领域的创新发展。本书是一份献给所有致力于探索和应用半导体材料的探索者的实用工具和知识宝库。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织逻辑，说实话，初读时让人感到一丝困惑。它似乎遵循着一个非常特定的、可能只有作者本人才完全掌握的内在脉络。例如，在前几章密集地铺陈了量子力学基础和半导体物理的宏观描述后，突然插入了一段关于特定新型二维材料的合成细节，这种跳跃性使得阅读节奏被打乱。我期待的是一种从基础到深入、由浅入深的金字塔结构，但这本书更像是一张复杂的网状结构图，各个知识点之间存在着错综复杂的引用关系，但这些关系在文本中并没有被充分地解释清楚。阅读过程中，我不得不频繁地翻阅附录中的术语表和公式索引，以确认某些缩写或符号的含义，这极大地影响了心流体验。如果作者能够在新概念引入时，增加更多的“为什么选择这个顺序”的说明，或者在章节末尾提供一个“本章总结与衔接”的小节，将有助于读者更好地构建知识地图。现在读完一章，常常有“我学到了很多具体信息，但整体框架感不强”的感受。

评分☆☆☆☆☆

从排版的细节来看，这本书在视觉传达上存在一些可以改进的空间。字体选择上，正文采用了一种偏细的衬线体，虽然在打印质量好的情况下尚可辨认，但在光线稍弱的环境下长时间阅读，眼睛很容易感到疲劳。更值得注意的是公式的呈现方式。很多复杂的张量表达式或偏微分方程被塞进了一个很小的文本框内，导致行距过密，符号间的间距处理得也不够得当，极易造成误读。尤其是在涉及到温度依赖性和应力-应变分析的部分，那些多层级的上标和下标交叠在一起，俨然成了一团难以解析的符号集合。此外，图表的质量参差不齐，有些高质量的透射电镜（TEM）图像清晰锐利，但另一些关于材料缺陷密度的示意图，分辨率明显不足，线条边缘模糊，让人怀疑其是否经过了充分的优化处理。对于一本技术手册而言，清晰、一致的视觉呈现是其生命线，这一点上，这本书显然没有达到现代出版物的标准。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计初看之下平平无奇，深色的封面搭配着烫金的字体，透露着一种传统技术手册的严谨感。打开扉页，首先映入眼帘的是作者的学术背景介绍，让人对书中内容的专业性有了初步的期待。内页的排版采用了双栏结构，图表和文字的穿插布局在初期阅读时显得有些密集，需要读者投入较多的注意力去梳理信息流。尤其是那些涉及到复杂晶格结构和能带理论的插图，虽然清晰度尚可，但对于初次接触这一领域的读者来说，理解起来仍有不小的门槛。书中对基本概念的阐述，虽然力求详尽，但在某些关键节点的过渡上略显突兀，仿佛是直接从一篇篇独立的学术论文中抽取整合而成，缺乏一种平滑的叙事引导。例如，在讨论特定材料的界面效应时，如果能增加一些实际应用场景的宏观案例作为铺垫，想必能更好地吸引那些非纯理论研究的工程师群体。总体而言，这本手册给人的第一印象是“资料翔实，但可读性有待打磨”，更像是一部供专业人士随时查阅的工具书，而非可以轻松捧读的学习入门读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度无疑是令人敬佩的，它显然汇集了作者多年的研究精华。书中对于某些罕见或前沿材料体系的微观调控机理的探讨，远远超出了市面上大多数入门级教材的范畴，直击了当前科研领域的前沿热点。然而，这种深度也带来了一个显著的副作用：对于那些试图将书本知识应用于实际工程问题的新手来说，它显得过于“高冷”。书中充满了大量的理论推导和高阶数学模型，但真正将这些模型转化为可操作的实验参数或设计准则的“桥梁”部分却相对薄弱。例如，当书中推导出某个参数对材料性能的极限影响时，读者更希望看到一到两个具体的，经过验证的工艺窗口示例，而不是仅仅停留在理论推导的层面。这种“重理论、轻实践连接”的倾向，使得这本书更像是面向博士后或资深研究员的深度参考书，而非面向本科高年级学生或跨学科工程师的必备读物。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验的流畅度方面，这本书的表现只能算是中规中矩。虽然内容专业，但其行文风格有时显得过于干燥和学术化，缺少必要的比喻或类比来帮助读者形象化那些抽象的物理概念。比如，在解释载流子在特定杂质能级中的陷阱效应时，如果能用一个更贴近生活的类比来描绘电荷“被困住”的过程，而不是直接抛出一堆薛定谔方程的解，我想即便是经验丰富的技术人员也能更快地建立直观认识。再者，书中引用的参考文献列表虽然详尽，但很多重要的支撑性文献并没有在正文中进行清晰的交叉引用标记，这使得读者在想追溯某个关键结论的原始出处时，不得不花费额外的精力在文末的列表中进行大海捞针式的检索。总而言之，这本书的知识密度极高，但其包装和引导方式，使得知识的吸收过程略显费力，需要读者付出远超预期的专注度和耐心去挖掘其中的价值。