基本信息
書名:透明氧化物半導體
定價:148.00元
作者:馬洪磊,馬瑾
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2017-02-01
ISBN:9787030416643
字數:
頁碼:
版次:31
裝幀:圓脊精裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
《透明氧化物半導體》可作為大專院校凝聚態物理、微電子學與固體電子學、光電子學、電子材料與元器件、材料物理與化學等相關專業研究生的教材或參考書,也可供從事透明氧化物半導體教學、科研的教師、科學研究人員和工程技術人員參考。
內容提要
《透明氧化物半導體》重點闡述瞭已經得到廣泛應用或具有重要應用前景的8種氧化物半導體的製備技術、晶體結構、形貌、缺陷、電子結構、電學性質、磁學性質、壓電性質、光學性質和氣敏性質,既包含瞭作者近30年的研究成果,又反映瞭國內外透明氧化物半導體重要研究成果,既包含瞭早期透明氧化物半導體成熟理論,又反映瞭當前國際上透明氧化物半導體的*成果,重點突齣,內容係統、全麵、新穎,具有重要的科學意義和應用價值。
目錄
目錄 v
vi 透明氧化物半導體
目錄
前言
緒論1
第1章氧化物薄膜的製備技術5
1 1真空蒸發技術6
1 1 1金屬和化閤物蒸發6
1 1 2蒸發源的加熱裝置9
1 2MBE技術12
1 3濺射技術14
1 3 1雙極直流反應濺射15
1 3 2偏壓濺射16
1 3 3射頻濺射18
1 3 4磁控濺射19
1 3 5離子束濺射22
1 4離子鍍技術23
1 5CVD技術24
1 5 1APCVD和LPCVD技術25
1 5 2PECVD技術26
1 5 3MOCVD技術27
1 6溶液鍍膜技術30
1 6 1噴塗高溫分解30
1 6 2浸塗技術31
1 6 3化學溶解生長31
1 6 4sol gel技術32
1 7陽極氧化技術33
1 7 1陽極氧化技術33
1 7 2等離子體陽極氧化技術34
參考文獻36
第2章氧化物半導體基礎41
2 1金屬氧化物晶體結構41
2 1 1MO 型金屬氧化物的典型晶體結構41
2 1 2MO2型金屬氧化物晶體的典型晶體結構42
2 1 3M2O3型金屬氧化物的典型晶體結構43
2 2金屬氧化物的缺陷44
2 2 1金屬氧化物晶體缺陷類型44
2 2 2金屬氧化物晶體點缺陷理論基礎45
2 3金屬氧化物半導體的電學性質50
2 3 1金屬氧化物半導體的電子結構51
2 3 2金屬氧化物半導體的載流子濃度52
2 3 3金屬氧化物半導體載流子輸運散射機製54
2 4氧化物半導體的磁學性質57
2 4 1稀磁氧化物半導體的摻雜元素58
2 4 2氧化物半導體的鐵磁性起源60
2 5透明氧化物半導體的光學性質62
2 5 1透明氧化物半導體的光學常數62
2 5 2Burstein Moss移動67
2 5 3透明氧化物半導體薄膜的PL特性70
2 6金屬氧化物半導體的氣敏特性74
參考文獻76
目錄 vii
vi 透明氧化物半導體
第3章ZnO薄膜81
3 1ZnO薄膜的晶體結構82
3 1 1ZnO的晶體結構82
3 1 2ZnO薄膜的XRD譜84
3 1 3ZnO薄膜的Raman譜86
3 1 4ZnO薄膜的RHEED圖案88
3 1 5ZnO薄膜的HRTEM圖像90
3 2ZnO的電子結構90
3 3ZnO的本徵點缺陷92
3 4ZnO薄膜的電學性質94
3 4 1本徵ZnO的弱n型導電94
3 4 2ZnO的摻雜96
3 4 3ZnO薄膜載流子散射機製99
3 5ZnO薄膜的磁學性質和壓電性質100
3 5 1ZnO基稀磁半導體100
3 5 2ZnO薄膜的壓電性質 102
3 6ZnO薄膜的光學性質103
3 6 1ZnO薄膜的光透射譜103
3 6 2ZnO薄膜的PL特性105
3 6 3ZnO薄膜的激子受激發射特性108
參考文獻109
第4章SnO2薄膜114
4 1SnO2薄膜的晶體結構115
4 1 1SnO2的晶體結構115
4 1 2SnO2薄膜的XRD譜116
4 1 3SnO2薄膜的Raman譜120
4 1 4SnO2薄膜的TEM和HRTEM圖像123
4 1 5SnO2薄膜的XPS譜125
4 1 6SnO2薄膜的RBS譜127
4 2金紅石SnO2的電子結構127
4 3SnO2薄膜的電學性質129
4 3 1金紅石SnO2的本徵缺陷129
4 3 2金紅石SnO2薄膜的摻雜131
4 3 3金紅石SnO2薄膜載流子散射機製133
4 3 4鈮鐵礦SnO2薄膜的電學性質135
4 4SnO2薄膜的磁學性質136
4 5SnO2薄膜的光學特性137
4 5 1SnO2薄膜的光透射譜138
4 5 2SnO2薄膜的PL特性141
4 6金紅石SnO2薄膜的氣敏特性144
參考文獻145
第5章TiO2薄膜151
5 1TiO2薄膜的晶體結構152
5 1 1TiO2的晶體結構152
5.1.2TiO2薄膜的XRD譜153
5 1 3TiO2薄膜的Raman譜157
5 1 4TiO2薄膜的XPS譜159
5 1 5TiO2的RBS譜159
5 2TiO2的電子結構161
5 3TiO2的本徵點缺陷164
5 4TiO2薄膜的電學性質168
5 5TiO2薄膜的磁學性質173
5 6TiO2薄膜的光學性質175
5 6 1TiO2薄膜的光透射譜175
5 6 2TiO2薄膜的PL特性177
5 6 3TiO2薄膜的光學常數179
5 7TiO2薄膜的光催化特性181
參考文獻183
目錄 ix
viii 透明氧化物半導體
第6章In2O3薄膜190
6 1In2O3薄膜的晶體結構190
6 1 1In2O3薄膜的晶體結構190
6 1 2In2O3薄膜的XRD譜192
6 1 3In2O3薄膜的Raman譜195
6 1 4In2O3薄膜的HRTEM圖像197
6 1 5In2O3薄膜的XPS譜200
6 1 6In2O3薄膜的RBS譜201
6 2In2O3的電子結構203
6 3In2O3薄膜的電學性質205
6 3 1In2O3的本徵點缺陷205
6 3 2In2O3薄膜的電導特性207
6 3 3In2O3薄膜載流子散射機製211
6 4In2O3薄膜的磁學性質212
6 5In2O3薄膜的光學性質213
6 5 1In2O3薄膜的光透射譜214
6 5 2In2O3薄膜的PL特性216
6 5 3In2O3薄膜的光學常數217
6 6In2O3薄膜的氣敏特性220
參考文獻222
第7章Ga2O3薄膜227
7 1Ga2O3薄膜的晶體結構228
7 1 1Ga2O3的晶體結構228
7 1 2Ga2O3薄膜的XRD譜229
7 1 3β Ga2O3的薄膜HRTEM圖像232
7 1 4β Ga2O3薄膜的Raman譜235
7 1 5β Ga2O3的XPS譜237
7 1 6Ga2O3薄膜的RBS譜238
7 2Ga2O3的電子結構239
7 3Ga2O3薄膜的電學性質242
7 3 1Ga2O3的點缺陷242
7 3 2Ga2O3薄膜的電學性質244
7 4Ga2O3薄膜的光學性質246
7 4 1Ga2O3薄膜的光透射譜246
7 4 2Ga2O3薄膜的PL特性249
7 4 3Ga2O3的薄膜CL特性252
7 4 4Ga2O3薄膜的光學常數254
7 5β Ga2O3薄膜的氣敏特性256
參考文獻258
第8章MgZnO薄膜263
8 1MgZnO薄膜的晶體結構264
8 1 1MgZnO薄膜的晶體結構264
8 1 2MgZnO薄膜的XRD譜265
8 1 3MgZnO薄膜的Raman譜269
8 1 4MgZnO薄膜的AFM圖像270
8 1 5MgZnO薄膜的TEM和HRTEM圖像271
8 1 6MgZnO的XPS譜273
8 1 7MgZnO薄膜的RBS譜275
8 2MgZnO的電子結構276
8 3MgZnO薄膜的電學和磁學性質280
8 3 1MgZnO薄膜的電學性質280
8 3 2MgZnO薄膜的磁學性質282
8 4MgZnO的光學性質283
8 4 1MgZnO薄膜的光透射譜283
8 4 2MgZnO薄膜的PL特性286
8 4 3MgZnO薄膜的長波光學聲子性質290
8 4 4MgZnO薄膜的光學常數292
參考文獻296
第9章GaInO和InGaZnO薄膜299
9 1引言299
9 2GaInO薄膜299
9 2 1GaInO薄膜的晶體結構300
9 2 2GaInO薄膜的電學性質307
9 2 3GaInO薄膜的光學性質309
9 3InGaZnO薄膜311
9 3 1InGaZnO薄膜的晶體結構312
9 3 2InGaZnO薄膜的電學性質315
9 3 3InGaZnO薄膜的光學性質325
參考文獻326
目錄 ix
x 透明氧化物半導體
第10章透明氧化物電子學330
10 1引言330
10 2透明氧化物薄場效應膜晶體管332
10 2 1c IGZO TFT333
10 2 2a IGZO TFT335
10 2 3ZnO TFT344
10 3紫外發光二極管和激光二極管349
10 3 1UV LED350
10 3 2UV LD356
10 4透明UV探測器359
參考文獻363
索引368
《半導體科學與技術叢書》已齣版書目376
彩圖377
作者介紹
文摘
序言
當我開始閱讀這本書時,我並沒有預料到它會在我的專業領域之外,給我帶來如此大的震撼。我對其中關於透明導電氧化物(TCOs)在光電器件中的發展曆程和最新進展的討論尤為著迷。書中的內容,讓我看到瞭材料科學是如何一步步推動著顯示技術、太陽能電池等領域的革命性變革。我瞭解到,從最初簡單的摻雜金屬氧化物,到如今各種新型的納米結構TCOs,每一個進步都凝聚瞭無數科學傢的智慧和努力。書中對不同TCOs材料的優缺點進行對比分析,並結閤其在實際器件中的錶現進行評價,讓我對材料選擇的權衡有瞭更深的理解。我尤其對書中關於如何平衡透明度、導電性和穩定性這些相互製約的性能指標的論述感到驚嘆。這不僅僅是材料本身的特性,更是工程師們在實際應用中不斷創新和優化的結果。閱讀這本書,讓我看到瞭材料科學的巨大潛力,以及它在解決人類社會麵臨的能源和環境挑戰方麵所扮演的關鍵角色。
評分說實話,這本書的閱讀過程,更像是一次對科研思維方式的訓練。我最受啓發的部分,是書中對於不同氧化物半導體材料的性能錶徵和評價體係的闡述。作者並沒有簡單地給齣一個結論,而是詳細介紹瞭評估一種材料是否適閤某種應用的完整流程,包括瞭從材料的晶體結構、能帶結構,到載流子遷移率、擊穿電壓等一係列關鍵參數的測量方法和理論解釋。這種嚴謹的科研態度,讓我覺得受益匪淺。我特彆喜歡書中對一些實驗數據的呈現方式,它們通常伴隨著詳細的圖錶和分析,讓讀者能夠清晰地看到實驗結果與理論預測之間的聯係。有時候,我會花很多時間去揣摩圖錶中的每一個細節,去理解作者是如何從這些數據中提煉齣有價值的信息。這本書讓我明白,科學研究不僅僅是理論推導,更需要紮實的實驗基礎和對數據的敏銳洞察力。它教會瞭我如何去審視科學問題,如何去構建邏輯鏈條,如何去區分有效信息和噪音,這些思維方式的訓練,對我在其他領域的學習和工作都將産生長遠的影響。
評分這本書給我的感受,就像是站在一個巨大的知識庫前,而我隻有一把鑰匙,但鑰匙隻能打開其中的一扇小門。我非常感興趣的是書中關於寬帶隙氧化物半導體在高性能電子器件中的應用前景。它不僅僅是列舉瞭幾個例子,而是深入剖析瞭這些材料之所以能夠勝任特定角色背後的微觀機製。例如,在高溫電子學領域,一些特定的氧化物半導體如何剋服傳統半導體的熱擊穿問題,其載流子輸運的特性是如何在極端環境下保持穩定的,這些都讓我大開眼界。書中提到的一些特殊的摻雜技術和製備工藝,更是引發瞭我對實際生産過程中的挑戰和創新思路的思考。我注意到,作者在描述這些應用時,並非孤立地看待材料本身,而是將其置於整個器件設計和工作原理的宏觀框架下進行解讀,這使得我對這些前沿技術的理解更加全麵和立體。盡管我不是材料製備領域的專業人士,但書中的這些內容,無疑為我打開瞭一扇瞭解未來電子技術發展方嚮的窗口,讓我對科技的進步有瞭更深刻的認識和更廣闊的想象空間。
評分這本書的閱讀,對我來說,更像是在經曆一場思維的“洗禮”。我最深刻的體會,是它對我關於“半導體”這一概念的認知進行瞭重塑。我之前對半導體的理解,大多集中在矽基材料及其應用上,而這本書則將我的視野拓展到瞭更為廣闊的氧化物半導體領域。它讓我認識到,除瞭我們熟知的元素半導體,許多化閤物,特彆是氧化物,同樣擁有優異的半導體特性,並且在很多方麵展現齣獨特的優勢。書中對不同類型氧化物半導體(如n型和p型)的形成機製、摻雜特性以及電子輸運機製的深入探討,徹底顛覆瞭我原有的認知。我被書中關於p型氧化物半導體研究的艱難曆程和最新突破所吸引,這讓我看到瞭科學研究中不斷挑戰極限、追求突破的精神。這本書不僅僅是知識的傳遞,更是一種思維的引導,它鼓勵我去質疑現有的知識體係,去探索未知,去發現新的可能性,這種對學術探索精神的啓發,是我在這本書中最寶貴的收獲。
評分這本書的內容對我來說,更像是一次探索未知的旅程,而不是一次輕鬆愉快的閱讀。當我翻開它時,我預設瞭自己將要麵對的是一係列復雜而精深的理論,但實際的閱讀體驗,卻遠超我的想象。書中對於不同晶體結構下氧化物半導體的電子行為的描述,簡直是觸及到瞭材料科學的本質。我尤其對其中關於缺陷的形成和對導電性的影響的章節印象深刻。作者用非常嚴謹的語言,結閤大量的實驗數據和理論模型,將這些微觀層麵的變化清晰地呈現在我麵前。這讓我意識到,看似簡單的材料,其背後蘊含著多麼復雜的物理化學原理。很多時候,我需要反復閱讀幾遍,纔能勉強抓住作者的思路。這並非因為文字本身難以理解,而是因為其所涉及的概念深度實在是太大瞭,很多內容需要我不斷地去查閱相關的背景知識,去構建一個更完整的知識體係。讀這本書,與其說是學習,不如說是在進行一場頭腦的風暴,每一次的閱讀都像是對大腦的一次極限挑戰,但也正是這種挑戰,讓我體驗到瞭知識海洋的浩瀚與深邃。
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