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常永勤 著

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• 常永勤
• 高等教育
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出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502465155

商品编码：29729317452

包装：平装

出版时间：2014-03-01

基本信息

书名:电子信息材料(本科)常永勤

：19.00元

售价：12.9元,便宜6.1元,折扣67

作者:常永勤

出版社：冶金工业出版社

出版日期：2014-03-01

ISBN：9787502465155

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

　　常永勤编著的《电子信息材料》介绍了在电子和信息产业中应用较为广泛并具有广阔发展前景的某些电子信息材料，包括半导体材料、发光材料、激光材料、光纤材料、磁性材料、超导材料、太阳能电池材料、液晶显示材料、敏感材料、纳米材料等。
　　《电子信息材料》可作为高等学校材料学科相关专业的本科生教材或教学参考书，也可供电子、信息领域的生产开发以及科技管理等方面的人员参考。

目录

1 半导体材料
1.1 基本概念
1.2 特性
1.3 半导体的导电特性
1.3.1 本征半导体
1.3.2 杂质半导体
1.3.3 电流的逆止阀门——PN结
1.4 异质结与超晶格
1.5 半导体材料的种类
1.5.1 半导体的元勋——锗
1.5.2 半导体中的巨人——硅
1.5.3 第三代半导体的选择——砷化镓
1.6 制备
1.7 应用
1.8 半导体技术方兴未艾
知识拓展
思考题
2 发光材料
2.1 基本概念
2.2 固体发光的基本特征
2.3 发光材料的主要激励方式
2.3.1 热释发光
2.3.2 光致发光
2.3.3 电致发光
2.4 半导体照明
2.5 LED的未来——蓝色发光二极管的诞生
知识拓展
思考题
3 激光材料
3.1 激光的基本概念
3.2 激光产生的机制
3.3 激光的特点
3.4 激光材料的基本概念
3.5 激光器的种类
3.6 应用
3.6.1 激光武器
3.6.2 生命之光
知识拓展
思考题
4 光纤材料
4.1 光纤的工作原理
4.2 光纤的分类
4.3 光纤的衰减
4.4 光纤的优点
4.5 光纤的应用
4.5.1 光纤通信——信息高速公路
4.5.2 医用内窥镜
4.5.3 照明和光能传送
知识拓展
思考题
5 磁性材料
5.1 基本概念
5.2 磁学的发展历史
5.3 磁学基本概念
5.4 磁性材料的分类
5.4.1 软磁材料
5.4.2 硬磁材料
5.4.3 磁记录材料
5.4.4 特殊磁性能材料
5.5 磁性材料的应用
5.5.1 传统工业
5.5.2 生物界和医学界
5.5.3 天文、地质、考古和采矿等领域
5.5.4 军事领域
5.5.5 磁悬浮列车中的应用
知识拓展
思考题
6 超导材料
6.1 基本概念
6.2 特性
6.2.1 零电阻效应
6.2.2 完全抗磁性
6.2.3 约瑟夫逊效应
6.3 BCS理论
6.4 超导材料
6.4.1 超导元素材料
6.4.2 合金材料
6.4.3 超导化合物材料
6.4.4 超导陶瓷
6.5 超导的应用
6.5.1 强磁场实验装置
6.5.2 医用超导磁体
6.5.3 带有超导磁体的同步加速器
6.5.4 超导磁悬浮支架
6.5.5 超导磁悬浮列车
6.5.6 高温超导输电线路
6.5.7 超导储能磁体的开发与应用
6.5.8 超导计算机
6.5.9 医用射频超导量子干涉磁强计
6.5.10 超导磁场计
知识拓展
思考题
7 太阳能电池材料
7.1 基本概念
7.2 工作原理
7.3 分类
7.3.1 硅系太阳能电池
7.3.2 纳米晶化学太阳能电池
7.4 太阳能电池的主要应用领域
7.5 太阳能电池的发展趋势
知识拓展
思考题
8 液晶显示材料
8.1 基本概念
8.2 分类
8.2.1 溶致型液晶
8.2.2 热致型液晶
8.3 液晶的电光效应
8.4 液晶的用途
知识拓展
思考题
9 敏感材料
9.1 基本概念
9.2 各种敏感材料
9.2.1 热敏材料
9.2.2 气敏材料
9.2.3 湿敏材料
9.2.4 压敏材料
知识拓展
思考题
lO 纳米材料
10.1 基本概念
10.2 纳米材料的特性
10.2.1 表面与界面效应
10.2.2 量子尺寸效应
10.2.3 宏观量子隧道效应
lO.3 纳米材料的性能
10.3.1 力学性质
10.3.2 磁学性质
10.3.3 电学性质
10.3.4 热学性质
10.3.5 光学性质
10.4 应用及前景
10.4.1 陶瓷领域
10.4.2 纳米电子学
10.4.3 生物工程
10.4.4 光电领域
10.4.5 化工领域
10.4.6 医学
10.4.7 分子组装
10.4.8 电波吸收(隐身)材料
10.4.9 其他领域
10.5 前景展望
知识拓展
思考题
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《电子信息材料（本科）》 面向未来的基石：深入探索电子信息材料的奥秘 在信息时代飞速发展的今天，电子信息材料作为支撑现代科技进步的基石，其重要性不言而喻。从微小的芯片到庞大的通信网络，从智能手机到尖端航天器，无不依赖于先进的电子信息材料。本书《电子信息材料（本科）》正是为了系统性地、深入浅出地介绍这一核心领域的知识而编写，旨在为广大学子构建扎实的理论基础，为未来的科学研究和工程实践奠定坚实的技术储备。 本书的编写，并非仅仅罗列概念或公式，而是力求展现电子信息材料的内在逻辑和发展脉络，将枯燥的理论与生动的应用相结合，激发读者对材料科学的浓厚兴趣，培养其独立思考和解决实际问题的能力。我们相信，理解了材料的本质，才能更好地驾驭信息技术的发展。 第一部分：材料科学基础与电子材料概述 本部分将为读者打下坚实的材料科学基础，为后续深入学习电子信息材料做铺垫。我们将从原子结构、晶体结构、晶体缺陷等基本概念入手，逐步深入到材料的宏观性能与微观结构之间的关系。 原子结构与化学键： 深入剖析原子核、电子的排布，以及不同类型的化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力）如何决定物质的形成和性质。理解化学键的类型对于理解材料的导电性、绝缘性、光学性质等至关重要。 晶体结构与衍射： 介绍周期性排列的原子构成的晶体结构，包括常见的晶格类型（如面心立方、体心立方、六方密堆积）及其特点。通过X射线衍射等手段，学习如何确定晶体结构，理解晶向和晶面的概念，这对于理解材料的各向异性以及缺陷的形成和影响至关重要。 材料中的缺陷： 探讨晶体中存在的各种缺陷，包括点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、畴界）。这些缺陷虽然是“不完美”的，但它们却对材料的力学性能、电学性能、光学性能以及化学活性产生极其深刻的影响。例如，位错的运动是金属塑性变形的根本原因，而杂质原子（点缺陷）的引入则是设计半导体材料的关键。 相图与相变： 学习二元、三元乃至多元相图的绘制和解读，理解相图如何表示不同组分、温度和压力下的稳定相。深入探讨相变过程，包括固态相变、液态相变等，以及这些相变如何影响材料的微观组织和宏观性能。相图是材料设计和工艺控制的有力工具。 电子材料的分类与特点： 在掌握了材料科学基础后，我们将正式引入电子信息材料的概念。介绍电子材料的广泛分类，包括导体、半导体、绝缘体、磁性材料、压电材料、铁电材料、光电子材料等。阐述不同类别材料在电子器件中的基本作用和关键性能指标。 第二部分：导体材料与连接技术 导体材料是构成电子电路的“血脉”，负责信号和能量的传输。本部分将聚焦于导体材料的特性及其在实际应用中的挑战。 金属导体的导电机制： 深入分析金属中的自由电子模型，理解其高导电性的微观根源。探讨电阻率的影响因素，包括温度、杂质、晶界、形变等，以及如何通过材料选择和工艺控制来优化导电性能。 常用导体材料及其应用： 详细介绍铜、银、金、铝等常见金属导体材料的特性、优势和劣势。重点关注其在导线、印制电路板（PCB）铜箔、集成电路互连线等方面的应用。 合金导体的设计与性能： 探讨合金化对导体性能的提升，例如提高强度、降低电阻率、改善耐腐蚀性等。介绍一些典型的合金导体，如康铜、镍铬合金等，以及它们在特定应用场景下的优势。 连接技术与材料： 焊接、钎焊、压接等是实现电子元器件之间可靠连接的关键技术。本部分将介绍不同连接技术的原理，以及所需的焊料、助剂等连接材料的特性。特别关注在微电子封装中对连接可靠性和性能的要求。 第三部分：半导体材料——信息时代的“大脑” 半导体材料是现代电子信息技术的核心，其独特的导电特性使其能够实现信号的放大、开关和处理。本部分将对半导体材料进行系统而深入的阐述。 半导体基本概念与能带理论： 详细介绍本征半导体和杂质半导体的概念。通过能带理论，深入理解价带、导带、禁带宽度等关键概念，以及它们如何决定半导体的导电行为。 载流子与输运机制： 阐述电子和空穴作为半导体中载流子的概念，以及它们在电场作用下的漂移和扩散运动。理解载流子浓度、迁移率等参数对半导体性能的影响。 掺杂技术与PN结： 重点介绍掺杂技术，即通过引入特定杂质原子来改变半导体导电类型的原理。深入剖析PN结的形成过程，理解PN结在外加电压下的整流特性，这是二极管和三极管等基础电子器件的构件。 硅基半导体材料： 详细介绍作为目前最主流的半导体材料——硅（Si）的特性。探讨高纯度硅的制备工艺（如西门子法、区熔法），单晶硅的生长技术（如直拉法、坩埚下降法）以及晶圆的加工过程。 化合物半导体材料： 介绍除硅之外的，如砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等化合物半导体材料。阐述它们相对于硅的优势，例如更高的电子迁移率、更宽的禁带宽度等，以及在高速电子器件、功率器件、光电子器件等领域的应用。 半导体器件制造中的关键材料： 简要介绍集成电路制造过程中使用的其他关键材料，如光刻胶、掩模材料、刻蚀气体、钝化材料、介质材料等。 第四部分：绝缘材料与高频损耗 绝缘材料在电子器件中起着隔离、支撑和保护的作用，而高频损耗则是影响信号完整性的重要因素。 绝缘材料的介电性能： 介绍介电常数、介电损耗角正切等关键参数，以及它们对电容器、电缆、PCB基板等应用的影响。 有机与无机绝缘材料： 广泛介绍各类有机绝缘材料（如聚合物、陶瓷）和无机绝缘材料（如氧化物、氮化物）的特性和应用。重点关注其在耐高温、耐电晕、低介电损耗等方面的性能要求。 高频介质材料： 讨论在高频电路和微波电路中，对介质材料低介电损耗、高频稳定性、良好的加工性能等方面的特殊要求。介绍在高速通信、雷达等领域常用的高频介质材料。 第五部分：磁性材料与存储技术 磁性材料在信息存储、信号处理和电磁兼容等方面扮演着重要角色。 磁性材料的基本理论： 介绍磁性材料的分类（铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性、顺磁性、抗磁性），以及磁畴、磁畴壁、磁滞回线等基本概念。 硬磁材料与软磁材料： 区分硬磁材料（用于永磁体）和软磁材料（用于变压器、电感器等），并介绍它们各自的特性和典型应用。 现代磁性存储材料： 探讨用于信息存储的磁性材料，如巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）材料，以及它们在硬盘磁头等关键技术中的应用。 磁性薄膜与纳米磁性材料： 关注磁性材料在微纳尺度下的特性，以及其在未来存储技术和磁性传感器中的潜力。 第六部分：压电、铁电与热电材料 这些功能材料在传感器、执行器、能量转换等领域具有不可替代的作用。 压电效应与压电材料： 解释压电效应（机械应力与电极化之间的关系），介绍石英、锆钛酸铅（PZT）等典型压电材料的结构和性能。应用包括传感器、换能器、滤波器等。 铁电效应与铁电材料： 描述铁电效应（自发极化在电场作用下的变化），以及铁电材料的特点，如自发极化、矫顽场、居里温度等。应用包括存储器（FRAM）、热释电红外探测器等。 热电材料与能量收集： 介绍热电效应（温差与电压之间的关系），以及热电材料在废热回收、温差发电等领域的应用前景。 第七部分：光电子材料与器件 光电子材料是连接光与电的桥梁，在通信、显示、照明、新能源等领域发挥着越来越重要的作用。 半导体发光材料： 介绍LED（发光二极管）和激光二极管的发光原理，以及常用的发光材料，如III-V族化合物半导体。 半导体光探测材料： 讲解光电二极管、光电导探测器等的光探测原理，以及常用的光敏材料。 液晶材料与OLED材料： 探讨用于显示技术的液晶材料（LCD）和有机发光二极管（OLED）材料的特性和工作机制。 太阳能电池材料： 介绍硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池等光伏器件的工作原理和关键材料。 第八部分：电子材料的失效分析与可靠性 材料的可靠性直接关系到电子产品的寿命和性能。 电子材料的常见失效机理： 探讨导致电子材料失效的常见原因，如热应力、电应力、湿度、腐蚀、机械冲击等。 失效分析方法： 介绍常用的电子材料失效分析技术，如显微镜观察（光学显微镜、扫描电子显微镜）、能谱分析、X射线衍射等。 电子材料的可靠性设计与测试： 探讨在材料选择、器件设计和制造过程中如何考虑可靠性，以及相关的可靠性测试方法。 总结与展望 本书的编写，不仅是为了传授知识，更是为了点燃读者对电子信息材料领域的探索热情。我们希望通过系统性的讲解，帮助读者建立起坚实的理论基础，培养敏锐的洞察力，从而能够理解现有技术，并为未来的创新打下坚实基础。 电子信息材料领域日新月异，新的材料、新的器件、新的应用层出不穷。从石墨烯、二维材料的兴起，到量子点、钙钛矿等新型光电材料的飞速发展，再到智能材料、生物电子材料的探索，这个领域充满着无限的可能性。本书旨在提供一个坚实的起点，引导读者踏入这个精彩纷呈的世界，成为未来科技发展的驱动者。 通过本书的学习，相信读者将能够深刻理解电子信息材料在现代科技进步中所扮演的关键角色，掌握分析和解决电子材料相关问题的基本方法，并为进一步深入学习和未来从事相关领域的工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体编排和知识体系的构建，体现了一种高度的系统性思维。它并非是零散知识点的简单堆砌，而是一条清晰的知识链条，从最基础的晶体结构和物理化学基础开始，逐步过渡到各种电子材料的分类、性能、制备以及器件应用。这种由浅入深、层层递进的结构安排，极大地降低了初学者面对复杂学科时的心理门槛。我感觉作者在设计每一章的衔接点时，都做了精心的考虑，总能巧妙地将上一章学到的理论知识，无缝地嫁接到下一章的具体应用场景中去，使得学习过程中的知识点之间不再是孤立的岛屿，而是一个互相支撑的知识大陆。读完后，我感觉自己对整个电子信息材料领域的全貌有了一个非常扎实且全面的认识，这种宏观的把握能力，远比记住几个孤立的事实要重要得多。

评分☆☆☆☆☆

从内容深度上来说，这本书的处理方式堪称教科书典范——既有广度又有足够的锐度。它没有停留在对基础原理的浅尝辄止，而是深入挖掘了材料的微观结构与宏观性能之间复杂的关系，这一点对于我们未来从事材料设计和优化至关重要。特别是关于某些新型功能材料的介绍部分，作者似乎投入了大量的精力去追踪最新的研究动态，引用了近期的权威文献，确保了信息的时效性和前沿性。我发现，书中对材料制备工艺的讨论也极其到位，没有将制备过程看作是黑箱操作，而是详细剖析了不同工艺参数对最终材料性能的影响机制。这使得我们不仅仅停留在“知道”某个材料的特性，更能“理解”为什么它会具有这样的特性，以及如何通过调控手段去改善或定制它。这种深层次的洞察力，是这本书最让我信服的地方。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格简直是教科书界的“一股清流”，它没有那种故作高深的学术腔调，也没有晦涩难懂的术语堆砌，读起来感觉就像是有一位经验丰富的导师在你耳边耐心讲解。作者的叙述方式非常注重逻辑的连贯性，总能在关键概念提出之前，先铺垫好必要的背景知识，让你在理解新知识点时，能够有迹可循，水到渠成。我记得有一段关于半导体材料特性的阐述，本来我以为要啃好久才能明白，结果作者用了一个非常贴切的日常类比，瞬间就打通了我的任督二脉。更让我欣赏的是，书中对于一些前沿技术的发展趋势也进行了适度的展望，这让这本书的实用价值远远超出了单纯的理论介绍，更像是一份指引未来研究方向的路线图。对于我们这些正在摸索前行的学生来说，这种能够激发思考、引导探索的写作风格，比冷冰冰的知识罗列要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源，比如随书附带的在线学习平台或者习题集，做得相当人性化。我特别留意了书后的习题部分，它们的设计目的似乎不仅仅是为了检验我们是否记住了知识点，更多的是在引导我们运用所学知识去解决实际问题。不同难度的题目梯度设计得非常科学，从最基础的辨析题，到需要综合运用多个章节知识点的设计计算题，层次分明，让人可以循序渐进地提升自己的能力。而且，很多习题的解题思路都非常巧妙，不像有些参考书那样只是简单地给出答案，而是会提供详细的分析过程，甚至会探讨不同的解题路径，这对于培养我们的批判性思维和创新解题能力大有裨益。这种全方位的学习辅助，让这本书的价值不再局限于纸面，而是在一个更广阔的学习生态系统中发挥作用，大大提高了学习的效率和趣味性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当有品味，简洁又不失专业感，封面上那张抽象的电路板纹理图案，一下子就把我拉进了一个充满未来感的电子世界。拿到手里，首先感受到的是纸张的质感，厚实而细腻，翻起来沙沙作响，这种触感在当今这个“轻薄至上”的时代里，显得尤为珍贵。内页的排版也十分考究，字体大小和行间距都拿捏得恰到好处，即使是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。特别是那些复杂的公式和图表，都被清晰地呈现出来，没有丝毫的模糊不清，这对于我们这些需要反复对照学习的读者来说，简直是福音。而且，这本书的装帧质量似乎也很好，感觉可以经受住我反复翻阅和在图书馆里“磨砺”的考验，不用担心读个把月就散架了。我刚翻开目录，就被那井然有序的章节划分所吸引，感觉作者在内容组织上花费了不少心思，让人对即将展开的知识海洋充满了期待。