纳米半导体器件与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

加印纽斯基，刘明，吕杭炳 著

图书标签:

• 纳米技术
• 半导体
• 器件
• 电子学
• 材料科学
• 物理
• 微电子学
• 纳米材料
• 集成电路
• 固态电子学

店铺： 悦读时代图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090789

商品编码：29579424254

包装：平装

出版时间：2013-12-01

基本信息

书名：纳米半导体器件与技术

定价：95.00元

作者：(加)印纽斯基,刘明,吕杭炳

出版社：国防工业出版社

出版日期：2013-12-01

ISBN：9787118090789

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《纳米半导体器件与技术》(作者印纽斯基)这本 书由来自工业界和学术界的国际*专家参与撰写， 是 一本对未来纳米制造技术有浓厚兴趣的人必读的书。
《纳米半导体器件与技术》介绍了半导体工艺从 标准的CMOS硅工艺到新型器件结构的演变，包括碳纳 米管、 石墨烯、量子点、III-V族材料。本书涉及纳米电子 器件的研究现状，提供了包罗万象的关 于材料和器件结构的资源．包括从微电子到纳电子的 革命。
本书分三个部分： 半导体材料(例如，碳纳米管，忆阻器及自旋有 机器件)； 硅器件与技术(如BICMOS，SOI，各种三维集成和 RAM技术．以及太阳能电池)； 复合半导体器件与技术。
本书探索了能够在微电子系统性能上传统 CMOS的新兴材料。讨论的主题涉及碳纳 米管的电子输运GAN HEMTS技术及应用。针对万亿美 元纳米技术产业的真实市场需求和技 术壁垒，本书提供了新型元器件结构的重要信息．而 这将使其向未来的发展迈出一大步。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《量子纠缠的哲学解读与科学应用》 卷首语 宇宙最令人着迷的奥秘之一，莫过于量子纠缠。当两个或多个粒子以一种特殊的方式相互关联，无论它们相隔多远，一个粒子的状态变化会瞬间影响到其他粒子，这种超越时空的神秘联系，不仅挑战着我们对现实世界的直观认知，更开启了通往全新科学技术的大门。本书旨在深入探索量子纠缠这一现象的哲学意涵，并剖析其在当今科学技术前沿的广泛应用。我们并非仅仅呈现冷冰冰的公式和实验数据，而是力图勾勒出量子纠缠在人类思维、宇宙观以及未来社会中所扮演的深刻角色。 第一章：量子纠缠的哲学溯源与概念辨析 在深入科学应用之前，我们必须先构建对量子纠缠的哲学基石。本章将追溯量子力学诞生以来，关于“实在性”、“定域性”和“整体性”等核心哲学问题的争论。我们将从爱因斯坦的EPR佯谬出发，回顾那些塑造了我们对量子世界理解的关键思想实验和理论发展。 实在性与测量问题： 量子力学中的“测量”行为，是如何导致叠加态坍缩，从而“决定”粒子的状态？这种看似主动的测量过程，是否意味着观察者在量子世界中扮演了某种根本性的角色？我们将探讨“多世界诠释”、“哥本哈根诠释”等不同解释，分析它们在哲学层面上的差异，以及它们如何影响我们对量子实在性的理解。 定域性与非定域性： 量子纠缠最令人费解的特质之一，便是其“非定域性”。这是否意味着信息可以以超光速传递？我们将深入剖析贝尔不等式及其相关的实验验证，理解为何它能够排除局域隐变量理论，从而有力地支持了量子纠缠的非定域本质。这一发现，无疑是对牛顿以来主导的经典物理学中“定域实在论”范式的颠覆。 整体性与涌现现象： 纠缠粒子之间的关联，并非简单的部分之和。它们构成了一个不可分割的整体，其整体属性远超个体属性的简单叠加。本章将探讨这种“整体性”在哲学上的意义，以及它如何与“涌现”概念相结合，解释复杂系统中新性质的出现。从生物学到宇宙学，整体性的视角都为我们理解复杂世界提供了新的维度。 量子纠缠的“神秘性”与科学的边界： 量子纠缠的某些方面，似乎超出了我们日常经验的理解范畴，甚至被一些人称为“鬼魅般的超距作用”。我们将审视科学在面对这类反直觉现象时的态度，理解科学的边界在哪里，以及哲学思考如何在科学探索中提供指导和启发。 第二章：量子纠缠的科学基础与数学框架 理论的建立离不开严谨的数学工具。本章将系统介绍理解量子纠缠所必需的量子力学基本概念和数学工具。 量子态与希尔伯特空间： 我们将回顾量子态的描述方式，包括波函数和狄拉克符号，以及希尔伯特空间作为描述量子态的数学框架。理解如何用数学语言表示叠加态和纠缠态是至关重要的第一步。 算符、观测与不确定性原理： 量子力学中的可观测量（如位置、动量、自旋）是如何通过算符来描述的？我们将讨论海森堡不确定性原理，理解其作为量子世界固有属性的含义，以及它与纠缠态的相互作用。 密度矩阵与混合态： 除了纯态，我们还将介绍密度矩阵的概念，用于描述混合态，以及如何通过密度矩阵来分析纠缠系统的状态。 纠缠的量化： 如何“测量”纠缠的程度？本章将介绍一些常用的纠缠度量方法，如熵纠缠、最大纠缠度等，帮助我们理解纠缠的强弱及其可操作性。 量子门与量子线路： 在讨论量子计算的应用时，我们将介绍量子门作为最基本的量子操作单元，以及如何将它们组合起来构建量子线路，实现复杂的量子计算任务。 第三章：量子纠缠在信息科学中的革命性应用 量子纠缠并非仅是理论上的奇观，它更是推动信息科学迈向新纪元的强大引擎。本章将详细阐述量子纠缠在量子通信、量子计算和量子密码学等领域的突破性应用。 量子通信：信息传输的安全性飞跃 量子隐形传态（Quantum Teleportation）： 介绍基于纠缠的量子隐形传态原理，它是如何利用预先共享的纠缠粒子，将一个粒子的未知量子态“传输”到另一个遥远粒子上的。这一过程并非物质的传输，而是量子信息的复制和转移，其安全性和效率远超经典通信。 量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）： 探讨基于量子纠缠的QKD协议，例如E91协议。我们将阐释如何利用纠缠粒子的关联性，生成一个理论上不可被窃听的密钥。任何试图窃听的行为都会破坏纠缠态，从而被通信双方立刻察觉，实现绝对安全的密钥分发。 量子网络与量子互联网： 展望构建基于量子纠缠的量子网络，实现分布式量子计算和更广泛的量子通信应用。量子纠缠将是实现远距离、高带宽、高安全性的量子信息传输的关键。 量子计算：超越经典算法的计算范式 量子比特（Qubit）与叠加与纠缠： 重新审视量子比特作为量子计算基本单元的特性，理解叠加态如何允许一个量子比特同时处于0和1的状态，而纠缠态如何将多个量子比特的信息关联起来，形成指数级的计算能力。 量子算法的优势： 介绍几个著名的量子算法，如Shor算法（用于大数分解，对现有加密体系构成威胁）和Grover算法（用于数据库搜索，提供平方级别的加速）。我们将解释这些算法是如何巧妙地利用量子纠缠和叠加来实现经典计算机无法比拟的计算速度。 容错量子计算的挑战与进展： 探讨实现大规模、可靠量子计算所面临的物理实现挑战，如量子比特的退相干、错误纠正等，以及当前在量子比特操控、纠错编码等方面的研究进展。 量子密码学：迈向不可破解的未来 信息论安全的奥秘： 深入理解量子密码学所承诺的“信息论安全”，这意味着其安全性不依赖于计算复杂性，而是基于量子力学基本原理。 后量子密码学： 考虑到量子计算对现有公钥密码体制的威胁，我们将探讨后量子密码学的研究方向，包括基于格、编码、哈希等原理的新型密码算法。 第四章：量子纠缠在其他前沿科学领域的应用探索 量子纠缠的影响力远不止于信息科学，它正在深刻地改变着我们对物理学、化学、生物学甚至宇宙学的理解。 量子精密测量： 引力波探测： 探讨如何利用纠缠增强的量子传感器来提高引力波探测器的灵敏度，从而观测到更微弱的引力波信号，为我们揭示宇宙的极端事件提供更精细的工具。 磁场和电场传感： 利用纠缠粒子构建高灵敏度的传感器，可以实现对微弱磁场和电场的精确测量，这在医学成像、地质勘探等领域具有重要价值。 量子模拟： 模拟复杂量子系统： 利用可控的纠缠量子系统来模拟那些难以用经典计算机处理的复杂量子系统，例如高温超导体、新材料的电子结构、以及复杂分子的化学反应。这为新材料的设计和发现提供了强大的新途径。 理解基本物理理论： 通过量子模拟，我们可以更深入地理解量子场论、量子引力等基础物理理论的某些方面。 量子化学与材料科学： 精准分子模拟： 利用量子计算能力，可以实现对复杂分子的精准模拟，精确计算其能量、反应路径和性质，这对于新药物的研发、催化剂的设计以及功能材料的开发具有划时代的意义。 设计新型功能材料： 通过理解和调控材料内部的量子纠缠效应，可以设计出具有特定电子、磁性或光学性质的新型功能材料。 量子生物学： 光合作用的量子效应： 探讨在光合作用等生物过程中，量子纠缠是否扮演着某种重要角色，例如提高能量传递的效率。 生命起源的量子视角： 甚至有研究者提出，量子纠缠可能在生命起源的某些关键步骤中起到了不可或缺的作用。 宇宙学与黑洞研究： 霍金辐射的纠缠解释： 探讨量子纠缠在理解黑洞信息佯谬和霍金辐射过程中所扮演的角色。 早期宇宙的量子涨落： 理解早期宇宙的量子涨落如何通过引力放大，最终形成我们今天观测到的宇宙大尺度结构。 第五章：挑战、伦理与未来展望 量子纠缠的无限潜力伴随着巨大的挑战和深刻的伦理考量。本章将审视当前研究面临的瓶颈，并展望量子纠缠引领的未来。 当前研究的挑战： 量子退相干与稳定性： 如何克服量子系统对环境噪声的高度敏感性，维持量子态的相干性，是实现稳定量子操作的关键。 量子比特的扩展与互联： 如何制造更多数量、更高质量的量子比特，并实现它们之间的有效互联，构建大规模量子计算机和量子网络。 算法与软件的开发： 尽管硬件发展迅速，但针对量子计算机的有效算法和配套软件开发仍处于早期阶段。 伦理和社会影响： 信息安全与国家安全： 量子计算对现有密码体系的颠覆性威胁，将对全球信息安全格局产生深远影响，需要提前布局后量子密码学。 技术鸿沟与社会公平： 量子技术的早期研发和应用可能集中在少数发达国家和大型企业，如何避免加剧技术鸿沟，确保技术的普惠性，是亟待解决的社会问题。 对人类认识的影响： 量子纠缠不断挑战我们对现实、因果律、时空的直观理解，这将持续推动人类哲学和科学思想的演进。 未来的宏图： 普适性量子计算机： 最终实现能够解决人类面临的各种复杂问题的通用量子计算机。 全球量子互联网： 构建立一个安全、高效的全球量子通信网络，实现分布式量子计算、大规模量子传感等革命性应用。 新科学发现的催化剂： 量子纠缠将继续作为探索未知宇宙、理解生命奥秘、创造新材料和新技术的最强大工具之一。 结语 量子纠缠，这一既古老又崭新的现象，正以其非凡的魅力，指引着我们走向一个充满无限可能的新科学时代。本书的每一章节，都试图揭示这一神秘力量的不同面向。从哲学思辨到严谨的数学框架，从颠覆性的技术应用到对宇宙深邃的洞察，量子纠缠的足迹无处不在。我们相信，通过对这些内容的深入理解，读者将能更深刻地认识到量子纠缠的本质，以及它在塑造我们未来生活中所扮演的不可替代的角色。这不仅仅是一本关于科学的书，更是一次关于人类智慧如何探索宇宙最深层秘密的旅程。

评分☆☆☆☆☆

从一个更宏观的视角来看待这本《纳米半导体器件与技术》，它展现出了一种极强的洞察力，即半导体技术的未来不再是单纯追求更小的尺寸，而是在异质结集成和功能多样性上寻求突破。书中对“超越摩尔”的各种前沿探索，比如自旋电子学在逻辑运算中的潜力，以及新型光电器件在高速通信中的应用，都有着非常前瞻性的论述。它没有把这些新奇的概念束之高阁，而是用非常严谨的半导体物理基础来支撑这些“未来畅想”，让读者能够基于坚实的理论去评估这些技术的成熟度和商业化前景。我特别欣赏作者对“系统级集成”的关注，他们清楚地认识到，单个器件的突破不足以推动整个产业的进步，必须考虑如何将这些新器件无缝地整合到现有的或未来的芯片架构中。这本书提供了一个绝佳的平台，让读者能够跳出单一器件的思维定式，以一个系统架构师的视角去审视半导体技术的未来走向，这份战略眼光，是任何一个想走在技术前沿的研究人员或工程师都需要的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对那些充斥着过多数学公式和复杂推导的专业书籍敬而远之。我更偏爱那种能将复杂概念用清晰的物理图像来解释的书。这本《纳米半导体器件与技术》在这方面做得堪称典范。它最吸引我的地方是，它似乎有一种魔力，能把那些原本冰冷、抽象的半导体物理，变得触手可及。举个例子，书中对量子限制效应的讲解，不是仅仅抛出一个能量公式，而是通过一个生动的“电子被困在小盒子里”的比喻，配上精美的三维能级图，让你瞬间明白为什么尺寸缩小到纳米级别后，材料的属性会发生根本性的改变。这种叙事风格非常符合我这种偏向直觉理解的工程师的口味。而且，它的结构安排也极其合理，从宏观的器件结构到微观的电荷输运，再到应用层面的集成挑战，层层递进，逻辑性极强。我甚至发现，它在讨论新概念时，总会巧妙地穿插一些历史上经典器件的演进作为铺垫，让你在理解新技术的同时，也对整个半导体技术的发展脉络有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这书的编排风格非常现代，它似乎完全没有老式教材那种沉闷感。我注意到书中大量的彩色插图和实物照片，这些视觉辅助材料极大地提高了我的学习效率。特别是关于新兴存储器技术（如MRAM和RRAM）的章节，书中不仅有详细的原理图，还有最新的扫描隧道显微镜（STM）拍摄的原子级形貌图。阅读体验就像是跟着一位经验丰富的教授在参观一个顶级的国家实验室。更让我惊喜的是，它对“可靠性”和“制造容差”的探讨，这一点往往是其他理论书籍会忽略的。书中花了相当的篇幅讨论纳米器件在实际工作环境（高温、高湿、电迁移）下的寿命预测模型，以及如何通过设计冗余来提高整体系统的鲁棒性。这对我从事航空电子系统的朋友来说，简直是如获至宝。这本书没有沉溺于展示技术能做到多精细，而是更关注技术如何才能“可靠地”工作，这种务实精神，是衡量一本优秀工程技术书籍的关键标准。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚踏入微纳加工领域的新手，我深知理论知识与实际操作之间的鸿沟有多么巨大。我之前接触的材料大多是教科书上标准的硅基CMOS工艺，对于更精细、更前沿的材料体系，比如二维材料或者高迁移率金属氧化物，一直感到力不从心。这本《纳米半导体器件与技术》就像是给我提供了一张精密的“地图”。它详尽地阐述了原子层沉积（ALD）和分子束外延（MBE）等关键工艺对器件性能的微观影响。书中对界面态密度控制的分析尤其到位，它没有停留在“要控制”的层面，而是深入到温度、腔室压力乃至前驱体选择如何影响最终的缺陷结构。我记得书中有一张图，对比了不同刻蚀方法对侧壁粗糙度的影响，那细致入微的对比，让我立刻明白为什么我们实验室的那个高频器件总是达不到预期的噪声水平——原来是刻蚀工艺的“微小瑕疵”在作祟。这本书的强项在于它的深度和广度兼备，它既能让你理解“为什么会这样”，又能指导你思考“应该怎么做”，对于想要从“操作员”升级为“工艺工程师”的人来说，绝对是不可多得的宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书，哎呀，简直是为我们这些在电子工程领域摸爬滚打的老兵量身定做的！我原本以为，像我这样在模拟电路设计里泡了二十年的“老古董”，对新技术的了解可能跟不上趟了。但是这本《纳米半导体器件与技术》彻底颠覆了我的看法。它不仅仅是罗列了一堆晦涩难懂的理论，而是将那些我们听起来就头疼的量子效应、超快载流子输运机制，用一种非常直观、甚至有些诗意的方式呈现了出来。特别是关于新一代隧穿晶体管（TFET）的章节，作者竟然能把复杂的能带结构图解说得像讲故事一样引人入胜。我记得有一段描述了载流子在极小尺度下行为的随机性，那感觉就像是走进了一个微观世界的迷宫，作者就是那个拿着火把的向导，每一步都走得稳健而清晰。读完这部分，我立刻想起了手头那个功耗居高不下的低速芯片项目，脑子里立刻闪现出用TFET来优化能效的思路。这本书的价值就在于，它能将最前沿的理论转化为实际可操作的设计灵感，而不是仅仅停留在学术的象牙塔里空谈。它让我这个自诩经验丰富的设计师，重新燃起了对探索未知领域的激情。那种醍醐灌顶的感觉，真的不是随便一本教科书能给予的。