RTDK 图形化半导体材料特性手册 9787030390103 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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季振国 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030390103

商品编码：29609206754

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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《半导体材料的微观世界：原子、晶体与电子的行为》 书籍简介 本书并非旨在提供一份详尽的半导体材料特性清单，也非对现有文献进行简单的罗列。相反，我们致力于揭示半导体材料背后深层的科学原理，深入探讨构成这些神奇材料的基本单元——原子，它们的排列方式——晶体结构，以及最终决定其功能的关键——电子的行为。通过对这些微观世界的理解，读者将能够建立起对半导体材料性能产生根本性影响的直观认识，从而为更深入的材料研究与应用打下坚实的基础。 第一章：原子之舞——构成半导体世界的基石 在探究半导体材料的奥秘之前，我们必须首先回到最根本的层面：原子。本章将带领读者走进原子的内部世界，理解原子结构是如何决定其化学性质的。 原子核的秘密：质子、中子与原子序数。 我们将从原子核讲起，阐述质子数量（原子序数）如何区分不同的元素，以及中子的存在为何不影响元素的化学特性。这将为理解元素周期表中半导体元素（如硅、锗、砷、磷等）的位置和特性奠定基础。 电子云的律动：轨道、能级与量子化。 电子并非绕着原子核做简单的行星运动，而是以概率分布的形式占据特定的轨道，形成电子云。本章将深入浅出地介绍量子力学中的轨道概念、不同能级的划分以及电子在原子中的能量是量子化的，只能取离散的数值。这将直接关联到半导体材料的电子特性。 价电子的至关重要性：成键与相互作用。 在所有电子中，最外层轨道上的价电子对元素的化学性质起着决定性作用。我们将详细阐述价电子如何参与化学键的形成，例如共价键、离子键和金属键。对于半导体而言，共价键的形成是理解其晶体结构和导电机制的关键。我们将重点分析硅和锗等元素是如何通过形成牢固的共价键来构建其晶体结构的。 同位素的微小差异：质量数与核辐射。 虽然同位素在化学性质上几乎相同，但它们的原子核中中子数不同，导致质量数不同。本章也将简要提及同位素的概念，以及它们在特定领域的应用，例如放射性同位素在某些材料分析技术中的作用，尽管这并非半导体材料的核心。 元素周期表的智慧：周期性与族。 元素周期表不仅仅是元素的排列，更蕴含着深刻的规律。我们将解析周期表是如何反映原子结构的周期性变化的，以及同一族元素相似的化学性质。这有助于我们理解为什么某些元素（如IV族的硅、锗）倾向于形成半导体，而其他元素（如IA族的碱金属）则表现出金属特性。 第二章：晶体之美——原子如何构筑有序的骨架 原子并非随意堆砌，而是以极其有序的方式排列，形成晶体结构。这种宏观上的有序性，直接源于微观上原子间的精确排布。本章将聚焦于晶体结构，解释其形成原因以及不同晶体结构对材料性能的影响。 什么是晶体？周期性的三维排列。 我们将首先定义晶体，强调其原子（或分子、离子）在三维空间中呈周期性重复排列的特性。与之相对，非晶体（或称玻璃态）则缺乏长程有序性。 晶格与基元：描述晶体结构的语言。 本章将引入晶格（lattice）和基元（basis）的概念，这是描述晶体结构的基本工具。晶格是数学上无限延伸的点阵，而基元则是附加在每个晶格点上的原子或原子团。理解晶格和基元，是理解复杂晶体结构的基础。 常见的半导体晶体结构：金刚石结构与闪锌矿结构。 对于半导体材料而言，金刚石结构（如硅、锗）和闪锌矿结构（如GaAs、CdTe）是最为重要的两种晶体结构。我们将详细解析这两种结构的原子排列方式，利用三维模型和剖面图，让读者能够直观地理解其原子间的连接方式、键角和键长。 晶向与晶面：空间中的方向与平面。 在晶体中，特定的方向和平面具有特殊的物理意义。本章将介绍晶向指数（Miller indices for directions）和晶面指数（Miller indices for planes）的定义和标示方法。理解晶向和晶面，对于理解各向异性（anisotropy）的晶体性质，例如沿着不同晶向的电导率差异，至关重要。 晶界与缺陷：有序中的不完美。 任何实际材料都不可避免地存在晶界（grain boundaries）和各种点缺陷（point defects）、线缺陷（line defects）、面缺陷（surface defects）。我们将探讨这些缺陷是如何产生的，以及它们对材料的机械性能、电学性能和光学性能产生的影响。例如，位错（dislocation）的存在会显著影响材料的塑性变形能力。 多晶体与单晶体：结构差异与性能表现。 大多数半导体材料都是多晶体，由许多微小的单晶体（晶粒）组成，晶粒之间由晶界隔开。而单晶体则在整个宏观尺度上保持着一致的晶体取向。本章将对比单晶体和多晶体的结构特点，并解释单晶体在电子器件制造中的重要性，因为其均一的结构能够带来更优越的性能。 第三章：电子之谜——半导体导电的内在驱动力 原子与晶体结构为电子提供了舞台，而电子的行为则是决定半导体材料导电性的核心。本章将深入剖析电子在半导体材料中的运动规律，解释其导电机制。 能带理论：电子的能量地图。 这是理解半导体电子行为的基石。本章将详细阐述能带理论，解释原子轨道如何通过能带叠加形成导带（conduction band）和价带（valence band）。我们将重点讨论禁带（band gap）的概念，即电子能量不能存在的区域。 绝缘体、导体与半导体的能带区分。 明确区分这三类材料的能带结构特征。绝缘体具有宽的禁带，价带被电子完全占据，导带为空，电子难以跃迁。导体则没有禁带，导带和价带重叠，电子可以自由移动。而半导体则具有相对窄的禁带，在室温下，价带中的电子有一定概率跃迁到导带，从而产生导电性。 电子与空穴：载流子的诞生。 当电子从价带跃迁到导带时，会在价带中留下一个“空位”，这个空位被称为空穴（hole）。我们将深入解释空穴的概念，以及它同样可以作为载流子参与导电。电子在导带中移动，空穴在价带中移动，共同构成了半导体的导电电流。 本征半导体与杂质半导体：掺杂的魔力。 本征半导体（intrinsic semiconductor）的导电性仅由其自身的电子和空穴决定，其导电性较低。而杂质半导体（extrinsic semiconductor）是通过掺杂（doping）技术，在半导体材料中引入微量杂质原子而获得的。 N型半导体：多余的电子。 当在纯净的半导体中掺入具有更多价电子的施主杂质（donor impurity）时（例如，在硅中掺入磷或砷），这些杂质原子会提供额外的自由电子，使电子成为多数载流子。本章将详细阐述N型半导体的能带结构、载流子浓度以及导电机制。 P型半导体：缺失的电子（空穴）。 当在纯净的半导体中掺入具有更少价电子的受主杂质（acceptor impurity）时（例如，在硅中掺入硼或铝），这些杂质原子会“接受”价带中的电子，形成大量的空穴，使空穴成为多数载流子。本章将详细阐述P型半导体的能带结构、载流子浓度以及导电机制。 载流子浓度与迁移率：影响导电性的关键参数。 我们将讨论载流子浓度（carrier concentration）和载流子迁移率（carrier mobility）这两个关键参数如何影响半导体的电导率。载流子浓度指单位体积内自由载流子的数量，而迁移率则描述了载流子在电场作用下移动的速度。 跃迁机制：光生载流子与复合。 除了掺杂，光照也能激发电子从价带跃迁到导带，产生光生载流子。反之，当电子与空穴相遇时，会发生复合（recombination），释放能量。这些过程对于光电器件（如太阳能电池、LED）至关重要。 结论 通过对原子结构、晶体排列以及电子行为的深入剖析，本书为读者构建了一个理解半导体材料特性的科学框架。我们并非提供现成的“答案”，而是教会读者如何“提问”，如何从基础原理出发，去理解和预测半导体材料的性能。希望本书能够激发读者对半导体材料科学的兴趣，并为他们在该领域的进一步探索提供有益的启迪。

评分☆☆☆☆☆

评价四 这本《RTDK 图形化半导体材料特性手册》给我的整体感觉是，它非常适合作为一名想要系统学习半导体材料知识的学生的入门读物，同时对于已经有一定基础的从业者来说，也是一本很好的参考书。书中的内容组织得非常合理，从最基础的材料分类，到各种材料的电学、光学、热学特性，再到一些更深入的应用层面的讨论，循序渐进，逻辑清晰。我个人特别喜欢它在介绍每一种材料时，都会给出详细的结构图、能带图以及各种性能参数随条件变化的曲线图，这让原本抽象的物理概念变得生动形象，易于理解。而且，书中还涉及了许多不同种类的半导体材料，包括一些大家比较熟悉的硅、锗，也包括一些新型的化合物半导体和宽禁带半导体，为读者提供了一个非常广阔的视野。我发现，即使是我在其他地方看到过的材料信息，在这本书里也得到了更全面、更系统的解释，并且通过图形化的方式，让我能够更快速地掌握其核心特性。这本书确实是我学习半导体材料路上的一笔宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

评价一 翻开这本《RTDK 图形化半导体材料特性手册》，第一感觉就是内容极其丰富，细节也相当到位。虽然我主要关注的是某个特定的半导体器件的研发，但这本书提供了非常宏观的视角，让我能够将手头的项目置于更广阔的材料科学背景下去理解。它在介绍不同半导体材料的物理性质时，不仅仅是列出枯燥的数据，而是通过大量的图表、示意图来辅助说明，这对于我这种更偏向于实践和工程应用的人来说，简直是福音。很多时候，数据表上的数字很难直观地反映材料的实际性能，但这本书里的图形化解释，比如能带图、导电率随温度变化的曲线、载流子迁移率的分布图等等，都非常清晰地展示了材料在不同条件下的行为特点。我尤其喜欢它对各种材料的晶体结构、能带结构的详细描绘，这有助于我深入理解为什么某些材料在特定的应用场景下表现优异。即使是我之前不熟悉的一些新型半导体材料，通过这本书的介绍，我也能快速建立起对其基本特性的认识，这为我后续深入研究打下了坚实的基础。总的来说，这本书提供了一个极好的参考框架，让我能够更系统、更深入地理解半导体材料的世界。

评分☆☆☆☆☆

评价三 作为一个在半导体领域摸爬滚打多年的资深研究员，我一直认为，理解材料的本质是掌握半导体技术的关键。《RTDK 图形化半导体材料特性手册》这本书，在这一点上做得相当出色。它并没有刻意去追求最新的、最前沿的材料信息，而是更加注重对经典半导体材料基本特性的深入挖掘和系统梳理。我特别欣赏书中对材料的微观结构、电子行为、光学特性等方面的详尽阐述。比如，它在解释各种半导体材料的载流子特性时，不仅提供了理论模型，还辅以大量的实验测量结果和仿真数据，让我能够看到理论与实践的紧密结合。书中关于不同材料在各种环境条件下的响应，比如温度、压力、光照等，都给出了非常详细的图解和数据分析，这对于我进行复杂器件的建模和仿真非常有帮助。此外，它对材料制备过程中可能出现的缺陷以及这些缺陷对材料性能的影响也进行了深入的探讨，这对于我理解和优化制备工艺非常有价值。总而言之，这本书为我提供了一个非常全面和深入的参考，让我能够对半导体材料的特性有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

评价五 作为一名半导体设备工程师，我每天都要接触到各种各样的半导体材料，了解它们的特性对于设备的设计、调试和维护至关重要。《RTDK 图形化半导体材料特性手册》这本书，就提供了一个非常宝贵的参考平台。它系统地介绍了各种半导体材料的物理化学性质，并且用大量的图表和数据来佐证，让我能够快速地建立起对不同材料的感性认识。例如，在工作中，我经常需要处理不同材料在高温下的热膨胀系数问题，这本书就非常清晰地给出了不同材料在不同温度下的膨胀曲线，这对于我选择合适的设备材料和设计可靠的工艺流程非常有帮助。此外，书中还对一些材料的表面特性、界面特性进行了深入的探讨，这对于理解和解决设备在处理过程中遇到的工艺问题非常有指导意义。我发现，通过这本书，我可以更深入地理解材料在各种加工过程中的行为，从而更有效地优化设备性能，提高生产效率。这本书无疑为我的工作提供了坚实的理论支持和实践参考。

评分☆☆☆☆☆

评价二 我是一名刚入门的半导体工艺工程师，对各种材料的特性还处于摸索阶段。《RTDK 图形化半导体材料特性手册》简直是我的“救星”。这本书的内容非常扎实，覆盖了相当广泛的半导体材料种类，并且对每种材料的特性都进行了深入的剖析。最让我印象深刻的是它的“图形化”处理方式，大量的图表和插图，让我这个对抽象概念不太敏感的人，能够更直观地理解复杂的物理学原理。比如，书中关于掺杂对半导体导电性的影响，用了非常形象的图来展示空穴和电子的运动，一下子就茅塞顿开。而且，它不仅仅停留在理论层面，还结合了许多实验数据和实际应用场景，让我能够将书本知识与实际工作联系起来。比如，在选择合适的材料用于特定的制造工艺时，这本书提供的各种材料的耐温性、化学稳定性、机械强度等信息，对我来说都至关重要。我发现，通过这本书，我可以快速对比不同材料的优劣，从而做出更明智的选择。这本书真的让我感觉，学习半导体材料不再是枯燥的记忆过程，而是一个充满探索乐趣的旅程。