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刘恩科编著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121320071

商品编码：29539021871

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2017-07-01

内容介绍
本书以正确阐述物理概念为主，辅以必要的数学推导，理论分析有一定深度，但又不是把基本物理概念淹没在繁琐的数学运算中，使读者通过学习，达到对半导体中的各种基本物理现象有一全面正确的概念，建立起清晰的半导体物理图像，为后续课程的学习，研究工作的开展，理解各种半导体器件，集成电路的工作机理打下良好的基础。

目录
目 录 D1章 半导体中的电子状态 1.1 半导体的晶格结构和结合性质 1.1.1 金刚石型结构和共价键 1.1.2 闪锌矿型结构和混合键 1.1.3 纤锌矿型结构 3 1.2 半导体中的电子状态和能带 4 1.2.1 原子的能级和晶体的能带 4 1.2.2 半导体中电子的状态和能带 1.2.3 导体、半导体、绝缘体的能带 1.3 半导体中电子的运动 有效质量 1.3.1 半导体中 E(k)与k 的关系［3］ 1.3.2 半导体中电子的平均速度目 录

D1章 半导体中的电子状态
1.1 半导体的晶格结构和结合性质
1.1.1 金刚石型结构和共价键
1.1.2 闪锌矿型结构和混合键
1.1.3 纤锌矿型结构 3
1.2 半导体中的电子状态和能带 4
1.2.1 原子的能级和晶体的能带 4
1.2.2 半导体中电子的状态和能带
1.2.3 导体、半导体、绝缘体的能带
1.3 半导体中电子的运动 有效质量
1.3.1 半导体中 E(k)与k 的关系［3］
1.3.2 半导体中电子的平均速度
1.3.3 半导体中电子的加速度
1.3.4 有效质量的意义
1.4 本征半导体的导电机构空穴 ［3］
1.5 回旋共振［4］
1.5.1 k 空间等能面
1.5.2 回旋共振
1.6 硅和锗的能带结构
1.6.1 硅和锗的导带结构
1.6.2 硅和锗的价带结构
1.7 Ⅲ�并踝寤�合物半导体的能带结构 ［7］
1.7.1 锑化铟的能带结构
1.7.2 砷化镓的能带结构 ［8］
1.7.3 磷化镓和磷化铟的能带结构
1.7.4 混合晶体的能带结构
★1.8 Ⅱ�并鲎寤�合物半导体的能带结构
★1.8.1 二元化合物的能带结构
★1.8.2 混合晶体的能带结构
★1.9 Si 1- x Ge x 合金的能带
★1.10 宽禁带半导体材料
★1.10.1 GaN、AlN的晶格结构和能带 ［18］
★1.10.2 SiC的晶格结构与能带
习题
参考资料
D2章 半导体中杂质和缺陷能级
2.1 硅、锗晶体中的杂质能级
2.1.1 替位式杂质 间隙式杂质
2.1.2 施主杂质、施主能级
2.1.3 受主杂质、受主能级 39
2.1.4 浅能级杂质电离能的简单计算 ［２，３］
2.1.5 杂质的补偿作用
2.1.6 深能级杂质
2.2 Ⅲ�并踝寤�合物中的杂质能级
★2.3 氮化镓、氮化铝、碳化硅中的杂质能级 0 2.4 缺陷、位错能级
2.4.1 点缺陷
2.4.2 位错 3
习题
参考资料 5
D3章 半导体中载流子的统计分布
3.1 状态密度 ［1，2］
3.1.1 k空间中量子态的分布
3.1.2 状态密度
3.2 费米能级和载流子的统计分布
3.2.1 费米分布函数
3.2.2 玻耳兹曼分布函数
3.2.3 导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度
3.2.4 载流子浓度乘积n ０p ０
3.3 本征半导体的载流子浓度
3.4 杂质半导体的载流子浓度
3.4.1 杂质能级上的电子和空穴
3.4.2 n型半导体的载流子浓度
3.5 一般情况下的载流子统计分布
3.6 简并半导体 ［2，5］
3.6.1 简并半导体的载流子浓度
3.6.2 简并化条件
3.6.3 低温载流子冻析效应
3.6.4 禁带变窄效应
��3.7 电子占据杂质能级的概率
［2，6，7］
��3.7.1 电子占据杂质能级概率的讨论
��3.7.2 求解统计分布函数
习题
参考资料
D4章 半导体的导电性
4.1 载流子的漂移运动和迁移率
4.1.1 欧姆定律
4.1.2 漂移速度和迁移率
4.1.3 半导体的电导率和迁移率
4.2 载流子的散射
4.2.1 载流子散射的概念
4.2.2 半导体的主要散射机构 ［1］
4.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系
4.3.1 平均自由时间和散射概率的关系
4.3.2 电导率、迁移率与平均自由时间的关系
4.3.3 迁移率与杂质和温度的关系
4.4 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系
4.4.1 电阻率和杂质浓度的关系
4.4.2 电阻率随温度的变化
★4.5 玻耳兹曼方程 ［１１］ 、电导率的统计理论
★4.5.1 玻耳兹曼方程
★4.5.2 弛豫时间近似
★4.5.3 弱电场近似下玻耳兹曼方程的解
★4.5.4 球形等能面半导体的电导率
4.6 强电场下的效应 ［１２］ 、热载流子
4.6.1 欧姆定律的偏离
★4.6.2 平均漂移速度与电场强度的关系
★4.7 多能谷散射、耿氏效应
★4.7.1 多能谷散射、体内负微分电导
★4.7.2 高场畴区及耿氏振荡
习题
参考资料
D5章 非平衡载流子
5.1 非平衡载流子的注入与复合
5.2 非平衡载流子的寿命
5.3 准费米能级
5.4 复合理论
5.4.1 直接复合
5.4.2 间接复合
5.4.3 表面复合
5.4.4 俄歇复合
5.5 陷阱效应
5.6 载流子的扩散运动
5.7 载流子的漂移扩散，爱因斯坦关系式
5.8 连续性方程式
5.9 硅的少数载流子寿命与扩散长度
参考资料
D6章 pn结
6.1 pn结及其能带图
6.1.1 pn结的形成和杂质分布 ［１～３］
6.1.2 空间电荷区
6.1.3 pn结能带图
6.1.4 pn结接触电势差
6.1.5 pn结的载流子分布
6.2 pn结电流电压特性
6.2.1 非平衡状态下的pn结
6.2.2 理想pn结模型及其电流电压方程 ［４］
6.2.3 影响pn结电流电压特性偏离理想方程的各种因素 ［1，2，5］
6.3 pn结电容 ［1，2，6］
6.3.1 pn结电容的来源
6.3.2 突变结的势垒电容
6.3.3 线性缓变结的势垒电容
6.3.4 扩散电容
6.4 pn结击穿 ［1，2，8，9］
6.4.1 雪崩击穿
6.4.2 隧道击穿(齐纳击穿) ［１0］
6.4.3 热电击穿
6.5 pn结隧道效应 ［1，10］
习题
参考资料
D7章 金属和半导体的接触
7.1 金属半导体接触及其能级图
7.1.1 金属和半导体的功函数
7.1.2 接触电势差
7.1.3 表面态对接触势垒的影响
7.2 金属半导体接触整流理论
7.2.1 扩散理论
7.2.2 热电子发射理论
7.2.3 镜像力和隧道效应的影响
7.2.4 肖特基势垒二J管
7.3 少数载流子的注入和欧姆接触
7.3.1 少数载流子的注入
7.3.2 欧姆接触
习题
参考资料
D8章 半导体表面与MIS结构
8.1 表面态
8.2 表面电场效应 ［5，6］
8.2.1 空间电荷层及表面势
8.2.2 表面空间电荷层的电场、电势和电容
8.3 MIS结构的C�睼特性
8.3.1 理想MIS结构的C�睼特性 ［5，7］
8.3.2 金属与半导体功函数差对MIS结构C�睼特性的影响 ［5］
8.3.3 绝缘层中电荷对MIS结构C�睼特性的影响 ［7］
8.4 硅—二氧化硅系统的性质 ［7］
8.4.1 二氧化硅中的可动离子 ［8］
8.4.2 二氧化硅层中的固定表面电荷 ［7］
8.4.3 在硅—二氧化硅界面处的快界面态 ［5］
8.4.4 二氧化硅中的陷阱电荷 ［7］
8.5 表面电导及迁移率
8.5.1 表面电导 ［1］
8.5.2 表面载流子的有效迁移率
★8.6 表面电场对pn结特性的影响 ［7］
★8.6.1 表面电场作用下pn结的能带图
★8.6.2 表面电场作用下pn结的反向电流
★8.6.3 表面电场对pn结击穿特性的影响
★8.6.4 表面纯化
习题
参考资料
D9章 半导体异质结构
9.1 半导体异质结及其能带图 ［7～9］
9.1.1 半导体异质结的能带图
��9.1.2 突变反型异质结的接触电势差及势垒区宽度
��9.1.3 突变反型异质结的势垒电容 ［4～8］
��9.1.4 突变同型异质结的若干公式
9.2 半导体异质pn结的电流电压特性及注入特性
9.2.1 突变异质pn结的电流—电压特性 ［7，17］
9.2.2 异质pn结的注入特性 ［17］
9.3 半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特性
9.3.1 半导体调制掺杂异质结构界面量子阱
9.3.2 双异质结间的单量子阱结构
9.3.3 双势垒单量子阱结构及共振隧穿效应 ［25］
★9.4 半导体应变异质结构
★9.4.1 应变异质结
★9.4.2 应变异质结构中应变层材料能带的改性
★9.5 GaN基半导体异质结构
★9.5.1 GaN,AlGaN和InGaN的J化效应
★9.5.2 Al x Ga 1- x N/GaN异质结构中二维电子气的形成
★9.5.3 In x Ga 1- x N/GaN异质结构
9.6 半导体超晶格
习题
参考资料
D10章 半导体的光学性质和光电与发光现象
��10.1 半导体的光学常数
��10.1.1 折射率和吸收系数
��10.1.2 反射系数和透射系数
��10.2 半导体的光吸收 ［1，2］
��10.2.1 本征吸收
��10.2.2 直接跃迁和间接跃迁
��10.2.3 其他吸收过程
��10.3 半导体的光电导 ［6，7］
��10.3.1 附加电导率
��10.3.2 定态光电导及其弛豫过程
��10.3.3 光电导灵敏度及光电导增益
��10.3.4 复合和陷阱效应对光电导的影响
��10.3.5 本征光电导的光谱分布
��10.3.6 杂质光电导
��10.4 半导体的光生伏TX应 ［8］
��10.4.1 pn结的光生伏TX应
��10.4.2 光电池的电流电压特性
��10.5 半导体发光 ［9，10］
��10.5.1 辐射跃迁
��10.5.2 发光效率
��10.5.3 电致发光激发机构
��10.6 半导体激光 ［11～14］
��10.6.1 自发辐射和受激辐射
��10.6.2 分布反转
��10.6.3 pn结激光器原理
��10.6.4 激光材料
��10.7 半导体异质结在光电子器件中的应用
��10.7.1 单异质结激光器
��10.7.2 双异质结激光器
��10.7.3 大光学腔激光器
习题
参考资料
D11章 半导体的热电性质
��11.1 热电效应的一般描 显示全部信息

经典力学导论 作者： 赫伯特·高德斯通 (Herbert Goldstein) 译者： 王志强 等 出版社： 科学出版社 出版时间： 2023年1月（第七版中文修订版） ISBN： 978-7-03-073989-1 --- 内容概述 《经典力学导论》是物理学领域公认的权威性教科书之一，它系统而深入地阐述了自牛顿力学到拉格朗日力学和哈密顿力学等高级理论框架的全部核心内容。本书的重点在于构建一个严谨的数学结构来描述宏观物体的运动规律，为学习更深层次的理论物理学（如量子力学、场论）奠定坚实的理论基础。 本书的结构设计精巧，从最基础的运动学概念出发，逐步引入变分原理、分析力学，直至最终的正则变换和动力学系统的稳定性分析。它不仅是一本知识的汇编，更是一部思想的载体，深刻揭示了物理学从描述性理论向统一性、抽象性数学描述转化的过程。 详细章节结构与内容深度解析 本书共分为十四章，内容组织层层递进，逻辑性极强。 第一部分：牛顿力学的基础与进阶（第1章至第4章） 第1章：质点运动的方程 (Equations of Motion for a Particle) 本章回顾了牛顿运动定律，并立即将其置于更广阔的坐标系背景下进行讨论。重点介绍了惯性系与非惯性系（如旋转坐标系），详细推导了科里奥利力与离心力的效应，这是理解地球物理现象和高速运动物体分析的起点。通过对约束运动的讨论，明确了力的分类和约束力的性质。 第2章：变分原理与拉格朗日方程的导出 (Variational Principles and the Derivation of the Lagrangian) 本章是全书的转折点。它引入了达朗贝尔原理和最小作用量原理（哈密顿原理），这是从牛顿力学范式转向分析力学的关键桥梁。作者详尽地阐述了泛函导数和欧拉-拉格朗日方程的推导过程。对于拥有复杂约束的系统，本章展示了如何利用拉格朗日乘子法来处理多余的约束力，使问题简化为仅依赖于广义坐标的方程组。 第3章：拉格朗日力学的应用 (Applications of the Lagrangian Formulation) 本章通过一系列经典的物理系统实例来巩固拉格朗日力学的威力。涵盖了单摆、双摆（展示了对非线性系统的处理能力）、平面上的刚体运动、以及包含电磁场作用的带电粒子运动（引入了电磁场的拉格朗日量密度）。特别地，本章强调了守恒量与对称性的关系，预示了诺特定理的引入。 第4章：中心力问题 (Central Force Problems) 虽然中心力问题在牛顿力学中已有讨论，但本章利用拉格朗日形式进行了更系统、更优雅的分析。详细讨论了开普勒问题，推导了轨道的解析解，并深入分析了有效势能的概念及其在判断轨道类型中的作用。 第二部分：分析力学的深化（第5章至第8章） 第5章：动力学系统的对称性与守恒量（诺特定理） (Symmetries of Dynamical Systems and Conservation Laws—Noether's Theorem) 这是全书中最具理论深度的一章之一。作者严谨地阐述了诺特定理，建立了系统的连续对称性与守恒量之间的必然联系。例如，时间平移不变性导致能量守恒，空间平移不变性导致动量守恒，空间旋转不变性导致角动量守恒。这种抽象联系是现代物理学的基石。 第6章：正则坐标与速度无关的拉格朗日量 (Lagrangians Independent of Velocities) 本章探讨了在特定情况下，拉格朗日量对广义速度的导数为零时的物理意义，这直接导向了一级积分的存在性，即第一类守恒量。对于约束关系不显含时间的系统，本章清晰区分了广义动量与能量之间的关系，并引入了著名的哈密顿正则量。 第7章：哈密顿力学——勒让德变换与哈密顿函数 (Hamiltonian Mechanics—The Legendre Transformation and the Hamiltonian Function) 本章完成了从拉格朗日形式到哈密顿形式的理论跨越。通过勒让德变换，系统被重新描述在相空间（由广义坐标 $q$ 和广义动量 $p$ 构成的空间）中。本书详细推导了哈密顿正则方程，并解释了哈密顿量 $H$ 在保守系统中的物理意义即系统总能量。 第8章：泊松括号与哈密顿方程的再表述 (Poisson Brackets and the Hamiltonian Equations Rephrased) 泊松括号是连接经典力学与量子力学（对易子）的数学工具。本章定义了泊松括号，并用其重新表达了哈密顿方程。它提供了一个描述时间演化的优雅代数框架，并进一步展示了守恒量与泊松括号的关系，加深了对对称性与守恒的理解。 第三部分：高级分析与稳定性（第9章至第14章） 第9章：正则变换 (Canonical Transformations) 正则变换是哈密顿力学中进行坐标和动量变量替换的规范。本章详细介绍了生成函数（四种形式）在构造正则变换中的应用，解释了如何通过选择合适的正则变换（如生成函数 $F_2$）来消除某些坐标或动量，从而简化哈密顿量，求解运动方程。 第10章：正则变换的积分因子 (Hamilton-Jacobi Theory) 本章将正则变换提升到更高的抽象层次，引入了哈密顿-雅可比（HJ）方程。该方程是一个一阶偏微分方程，其解（称为特征函数 $S$）可以直接导出系统的积分（守恒量）。这代表了分析力学求解运动问题的最高境界，因为一旦找到 $S$，所有轨迹都可被解析确定。本章也探讨了在共振和混沌系统中该理论的应用局限性。 第11章：经典混沌的引入 (Introduction to Classical Chaos) 本章开始探讨动力学系统的长期行为。重点介绍了李雅普诺夫指数的概念，用以量化系统对初始条件的敏感依赖性。虽然本书主要基于解析方法，但本章提供了定性的工具来识别非线性系统中的混沌行为。 第12章：小振动与正规模态分析 (Small Oscillations and Normal Modes) 该章关注于平衡位置附近的微小扰动。通过对势能做泰勒展开，将非线性系统线性化，引入了矩阵形式的运动方程。通过特征值问题求解正规频率和正规坐标，展示了复杂振动可以分解为相互独立的简谐振动（正规模态）的原理。 第13章：刚体动力学进阶 (Advanced Rigid Body Dynamics) 本章将分析力学方法应用于不可伸缩的三维物体。讨论了欧拉角、欧拉方程（基于角动量和转动惯量张量），并深入分析了自由陀螺的运动，包括进动、章动以及泊松方程在陀螺稳定中的应用。 第14章：连续介质的力学 (Mechanics of Continuous Media) 作为对粒子和刚体系统的扩展，本章简要介绍了弹性体和流体的拉格朗日和哈密顿描述。引入了场量和场方程的概念，例如弹性波的传播，这为理解更宏观的物理现象（如固体中的波、电磁场）提供了必要的数学框架。 --- 本书的特点 1. 严谨的数学表述： 本书不满足于给出物理图像，而是严格地使用微积分变分法、线性代数和微分几何的工具来构造理论体系。 2. 逻辑的连贯性： 紧密围绕“最小作用量原理”展开，展示了牛顿、拉格朗日、哈密顿以及哈密顿-雅可比力学之间的内在联系，体现了物理理论的统一性。 3. 经典与现代的桥梁： 对泊松括号的深入讲解，使其成为学习量子力学中对易子概念的完美铺垫，同时对混沌理论的初步探讨也使其具有现代意义。 适用读者： 本书是物理学、工程力学、航空航天等专业本科高年级学生、研究生及科研人员的必备参考书。掌握本书内容，意味着对经典物理学的理论基础达到了精深理解的水平。

评分☆☆☆☆☆

对于已经接触过一些半导体基础知识的人来说，《半导体物理学（第7版）》依然是一本不可多得的宝藏。它在巩固基本概念的同时，也引入了许多前沿的研究方向和更深入的理论分析。我尤其欣赏它对“量子效应”在半导体中的应用的阐述，例如量子阱、量子点等概念，虽然听起来很“高大上”，但书中通过引入薛定谔方程的简化形式以及对这些特殊结构能级特性的分析，让我对这些微观世界的奇妙现象有了一个初步的认识。此外，书中对半导体材料掺杂的精细控制、不同掺杂类型对导电性能的影响，以及杂质能级在能带中的作用，都有非常详尽的论述。这部分内容对于理解现代半导体器件的性能优化和新材料的开发至关重要。即使是阅读过程中遇到一些略显艰深的数学推导，作者也尽量给出了详细的步骤和必要的背景知识，让我能够跟得上思路。这本书的深度和广度，足以满足那些渴望在半导体物理领域进行更深入研究的读者的需求。

评分☆☆☆☆☆

说实话，在接触《半导体物理学（第7版）》之前，我对半导体器件的理解仅限于“能让电流通过”或者“不能让电流通过”的粗浅认识。这本书就像一盏明灯，彻底颠覆了我过去固有的观念。它深入浅出地剖析了PN结的形成机制，从能量势垒到空穴注入，再到少数载流子扩散，每一个环节都讲解得绘声绘色，仿佛我亲眼见证了半导体材料的“奇迹”发生。我特别佩服作者在处理复杂问题时的逻辑清晰度，能够将高深的物理原理转化为易于理解的语言，比如在讲解MOSFET工作原理时，它通过对栅极电压、阈值电压以及沟道电荷的分析，让我茅塞顿开，明白了为什么一个小小的电压变化就能控制这么大的电流。而且，书中的插图非常生动，那些能量带图、载流子分布图，不是简单的线条堆砌，而是充满了信息量，辅助我更好地理解理论。这本书真的让我对半导体器件的内部工作原理有了前所未有的深刻认识，也激发了我进一步探索集成电路设计的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《半导体物理学（第7版）》的时候，我其实是带着一丝忐忑的。毕竟，半导体这玩意儿，听上去就充满了复杂的公式和抽象的概念，对我这个初学者来说，简直就是一座高不可攀的山峰。但当我翻开第一页，就发现我的担忧有点多余了。书的编排非常合理，从最基础的晶体结构和能带理论开始，循序渐进地讲解，每一个概念都配有清晰的图示和详实的例子。我尤其喜欢它对“自由电子”和“空穴”的形象化描述，不再是冰冷的数据，而是仿佛有了生命一般，在晶体中自由穿梭。这种引导方式让我能够更容易地理解这些微观粒子的行为，进而掌握它们如何在半导体中产生导电效应。而且，每章后面的习题也是我学习的好帮手，它们设计得很有代表性，能有效地检验我对知识点的掌握程度，也时常能启发我从新的角度去思考问题。我真心觉得，对于想要入门半导体物理领域的朋友们来说，这本书绝对是一个极佳的起点，它用一种通俗易懂却又不失严谨的方式，为我们打开了通往这个 fascinating 世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当初买《半导体物理学（第7版）》是抱着一种“试试看”的心态，毕竟我之前对半导体物理的了解仅限于一些零散的知识点，感觉体系并不完整。而这本书，真的是把我对这个领域的认识重新塑造了一遍。它不仅仅是讲解公式和理论，更重要的是，它教会了我如何“思考”半导体。比如，在讨论载流子输运时，它不仅介绍了漂移和扩散，还分析了在不同电场和浓度梯度下的相对重要性，这让我能更灵活地理解器件在实际工作中的行为。书中的案例分析也很有启发性，选取了经典的半导体器件，比如二极管、三极管，一步步解析它们的工作原理，让我能将抽象的物理概念与具体的器件联系起来。我特别喜欢它在讲解PN结特性时，对不同偏压下的行为描述，那种细腻的分析，让我对“正向导通”、“反向击穿”等概念有了更深刻的理解。这本书真的让我觉得，半导体物理不再是枯燥的理论，而是一门充满智慧和创造力的学科，它为我打开了一扇全新的认知世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

拿到《半导体物理学（第7版）》这本书，我当时最看重的是它能否作为我撰写相关研究报告的参考资料。事实证明，它远超我的预期。这本书在理论的严谨性和数据的详实性上都做得相当出色。对于各种半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）的特性，它都进行了详细的比较和分析，包括它们的禁带宽度、载流子迁移率、介电常数等关键参数，并解释了这些参数对器件性能的影响。我尤其喜欢它对“缺陷”和“界面”在半导体器件中作用的讨论，这部分内容常常是决定器件可靠性和性能上限的关键因素。书中列举了大量的实验数据和理论模型，并对这些数据进行了精辟的解读，这为我进行学术研究提供了坚实的基础。而且，它在对光学性质、热学性质等方面的讲解也十分到位，为全面理解半导体材料的物理特性提供了完整的视角。这本书堪称是一本“工具书”，能够为研究者提供最权威、最全面的信息支持。