Ⅲ族氮化物发光二极管技术及其应用 9787030472649 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李晋闽，王军喜，刘喆 著

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• 氮化物发光二极管
• GaN
• LED
• 半导体照明
• 材料科学
• 光电子技术
• 照明工程
• 固态照明
• Ⅲ族氮化物
• 显示技术

店铺： 一鸿盛世图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030472649

商品编码：29791626631

包装：圆脊精装

出版时间：2016-05-01

基本信息

书名：Ⅲ族氮化物发光二极管技术及其应用

定价：148.00元

作者：李晋闽,王军喜,刘喆

出版社：科学出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787030472649

字数：

页码：

版次：1

装帧：圆脊精装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以作者及其研究团队多年的研究成果为基础，系统地介绍了Ⅲ族氮化物发光二极管的材料外延、芯片制作、器件封装和系统应用，内容集学术性与实用性为一体。全书共12章，内容包括：Ⅲ族氮化物LED的基本原理、材料性质及外延生长理论，InGaN/GaN多量子阱材料及蓝、绿光LED，AlGaN/GaN多量子阱材料及紫外LED，Ⅲ族氮化物LED量子效率提升技术、关键制备工艺、封装技术及可靠性分析，LED的应用，后介绍了当前氮化物LED的一些研究前沿和热点。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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Ⅲ族氮化物发光二极管技术及其应用 内容概要 本书深入探讨了Ⅲ族氮化物（如氮化镓GaN、氮化铟InN及其合金）在发光二极管（LED）技术中的关键作用及其广泛的应用前景。全书围绕Ⅲ族氮化物LED的原理、材料生长、器件结构、光电特性、性能优化、封装技术以及在照明、显示、通信、传感等领域的最新进展和未来发展趋势展开。 第一部分：Ⅲ族氮化物LED的基本原理与材料基础 本部分首先介绍了半导体发光二极管的基本工作原理，重点阐述了PN结的发光机理，包括载流子的注入、复合以及光子的产生。在此基础上，详细阐述了Ⅲ族氮化物材料为何成为构建高性能LED的理想选择，分析了其优异的光学和电学特性，例如宽直接带隙、高载流流子迁移率、良好的热导性等，这些特性是实现高亮度、高效率和高可靠性的LED器件的基础。 接着，本部分将深入探讨Ⅲ族氮化物材料的晶体结构、电子能带理论以及掺杂特性。重点介绍了几种关键的Ⅲ族氮化物材料，包括氮化镓（GaN）、氮化铟（InN）以及它们形成合金（如InGaN, AlGaN）的特性。分析了这些材料在不同组成比例下带隙能量的调控能力，这是实现不同发光颜色的关键。此外，还详细介绍了Ⅲ族氮化物材料的生长方法，特别是MOCVD（金属有机化学气相沉积）和MBE（分子束外延）这两种主流的薄膜外延生长技术。详细阐述了生长过程中需要考虑的关键参数，如生长温度、气体流量、前驱体种类、衬底选择（如蓝宝石、碳化硅、氮化镓）及其对材料质量的影响。讨论了生长过程中可能出现的缺陷（如位错、表面粗糙度）及其对器件性能的制约，并介绍了抑制这些缺陷的策略。 第二部分：Ⅲ族氮化物LED器件的设计与制备 本部分将聚焦于Ⅲ族氮化物LED器件的结构设计与制备工艺。详细介绍了典型的Ⅲ族氮化物LED器件结构，包括衬底层、缓冲层、n型层、发光层（量子阱结构）、p型层以及金属接触层等。重点阐述了量子阱（Quantum Well, QW）结构在发光层设计中的重要性，特别是InGaN/GaN多量子阱（MQW）结构，解释了其如何通过量子限制效应提高发光效率，并实现不同波长的发光。 随后，本部分将详细介绍LED芯片的制备工艺流程，从外延生长到器件的图形化、刻蚀、金属化等关键步骤。详细阐述了pn结的形成过程，包括p型和n型掺杂的实现方法，以及不同掺杂浓度和深度对器件性能的影响。重点介绍发光层的设计，包括阱层和垒层的材料选择、厚度、数量以及组分调控，以优化载流流子注入、俘获和复合效率，从而实现高效率发光。讨论了电极的设计和制备，包括欧姆接触的形成及其对器件电阻和效率的影响，以及透明导电层（如ITO）的应用。 第三部分：Ⅲ族氮化物LED的光电特性与性能优化 本部分将深入分析Ⅲ族氮化物LED的光电特性。详细阐述了LED的电流-电压（I-V）特性、亮度-电流（L-I）特性、电致发光光谱、内外量子效率（IQE, EQE）以及器件的响应时间等关键参数。深入分析影响LED性能的因素，包括载流子注入与复合机制、俄歇复合、载流子逃逸、激子解离、自萃取效应以及热淬灭效应等。 针对如何提高Ⅲ族氮化物LED的性能，本部分将介绍多种优化策略。在材料生长层面，将讨论通过优化生长参数、改进衬底表面处理、采用特殊缓冲层设计来降低材料缺陷密度，提高晶体质量。在器件结构设计层面，将介绍如何优化量子阱的结构参数（如阱宽、垒宽、In组分）以提高量子效率，如何设计更优化的pn结和欧姆接触以降低串联电阻，以及如何采用表面形貌控制、光提取结构（如图案化衬底、纳米结构、硅器件）来提高光提取效率。此外，还将探讨热管理技术，包括散热材料的选择和器件封装设计，以缓解高温对LED性能的衰减。 第四部分：Ⅲ族氮化物LED的封装技术与可靠性 封装技术对于Ⅲ族氮化物LED的性能、寿命和应用至关重要。本部分将详细介绍LED封装的主要技术，包括芯片级封装（CSP）、支架封装、COB（Chip-on-Board）封装等。重点阐述了封装材料的选择，包括封装胶体（如硅胶、环氧树脂）、反射杯、导热材料等，以及这些材料如何影响LED的光输出、色温、显色指数和热性能。 同时，本部分将深入探讨Ⅲ族氮化物LED的可靠性问题。分析了LED在长期工作过程中可能遇到的失效机制，如材料降解、电极腐蚀、封装材料老化、热应力引起的外延片开裂等。介绍了提高LED可靠性的方法，包括优化封装结构设计、选择高可靠性的封装材料、进行严格的可靠性测试（如高温高湿测试、光循环测试、功率老化测试等）。 第五部分：Ⅲ族氮化物LED的应用领域 本部分将聚焦于Ⅲ族氮化物LED在各个领域的广泛应用。 固态照明： 详细介绍Ⅲ族氮化物LED在室内照明、户外照明、汽车照明、特种照明等领域的应用。阐述了LED照明在节能、寿命、色彩表现、智能化控制等方面的优势，并探讨了高功率、高光效、长寿命LED在未来照明市场中的发展趋势。 显示技术： 重点介绍Ⅲ族氮化物LED在全彩LED显示屏、微显示器、背光模组等方面的应用。分析了LED在像素密度、亮度、对比度、色域、功耗等方面的特点，以及其在高清显示、柔性显示、Micro-LED等新兴显示技术中的发展潜力。 通信与传感： 探讨Ⅲ族氮化物LED在光通信、可见光通信（VLC）、生物传感、气体传感、紫外（UV）固化等领域的应用。分析了LED在数据传输速率、信号精度、传感灵敏度等方面的特点，以及其在物联网、智慧城市、医疗健康等领域的应用前景。 其他新兴应用： 简要介绍Ⅲ族氮化物LED在植物照明、紫外杀菌消毒、医疗成像、激光器等新兴领域的应用和研究进展。 第六部分：Ⅲ族氮化物LED的未来发展趋势与挑战 本书的最后部分将展望Ⅲ族氮化物LED技术的未来发展方向。讨论了实现更高光效、更长寿命、更低成本的LED技术的发展路径，包括新型材料体系的探索、器件结构的创新、量子效应的更深层次利用、智能化与集成化设计等。同时，也将探讨当前技术面临的挑战，如俄歇复合的抑制、深紫外LED的效率提升、大规模制备高品质大尺寸衬底以及生产成本的降低等。 结论 《Ⅲ族氮化物发光二极管技术及其应用》一书全面、系统地梳理了Ⅲ族氮化物LED技术的发展历程、核心科学原理、关键技术环节以及广阔的应用前景，为从事相关领域研究、开发和生产的科研人员、工程师以及学生提供了宝贵的参考资料。本书旨在促进Ⅲ族氮化物LED技术的进步，推动其在各个应用领域取得更大的突破。

评分☆☆☆☆☆

更令人气愤的是，书中引用的参考文献列表简直是一场灾难。我尝试去追溯书中某些关键结论的理论来源，却发现引用标注混乱不堪，有的标注缺失，有的指向了明显错误的文献条目。更有甚者，我查阅了几个被多次引用的核心文献，发现书中对该文献结论的转述存在严重的断章取义或曲解，这对于一个严谨的科学著作来说是致命的缺陷。这让我对全书所有内容的准确性和可靠性都产生了深刻的怀疑。如果一个知识的基石都摇摇欲坠，那么建立在其上的宏伟理论殿堂自然也就站不住脚了。这本书更像是一份未经严格同行评审的初稿仓促付梓的产物，而不是一部经过精心打磨、值得信赖的权威参考书，购买它的价值，在确认了这些引用错误后，几乎降到了冰点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其僵硬和学术化，缺乏任何与读者进行有效沟通的意愿。行文中充斥着大量生硬的、翻译腔浓重的长难句，每个句子都像是一个精密但缺乏弹性的机械结构，读起来费力而不自然。作者似乎过于沉迷于展示自己知识的深度，而完全忽略了如何用清晰、简洁的语言将复杂的物理过程传达给目标读者。我甚至怀疑作者是否真正理解了自己正在描述的现象的直观意义，还是仅仅在照本宣科地转述早已存在的文献摘要。阅读过程中，我不得不时刻提醒自己保持专注，因为一段平淡的叙述很容易就会因为其晦涩的表达而让人走神。这样的写作方式，极大地削弱了专业书籍应有的魅力——即便是最硬核的知识，也应该以一种引人入胜的方式呈现，这本书在这方面完全是失败的。

评分☆☆☆☆☆

我花费了大量时间去试图理解书中阐述的那些前沿概念，然而作者的叙述逻辑混乱得令人发指。概念的引入缺乏必要的铺垫和循序渐进的引导，很多关键术语在首次出现时都没有给出明确的定义，仿佛读者已经对这些复杂的半导体物理和器件结构了如指掌。更糟糕的是，章节之间的衔接几乎是断裂的，前一页还在讨论晶体生长参数，下一页就跳跃到了光电转换效率的统计分析，中间的关键桥梁论述被完全省略了。我不得不频繁地在前后章节之间来回翻阅，试图拼凑出完整的知识脉络，这种“侦探式”的阅读方式极大地消耗了我的精力。如果说优秀的教材是为你搭建了一条平坦的知识高速公路，那么这本书更像是在一个布满荆棘的原始丛林里硬生生地开辟道路，每一步都需要自己去探寻方向，着实让人感到心力交瘁，对知识的吸收效率大打折扣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版简直是一场视觉的灾难，厚重的纸张和密密麻麻的文字挤在一起，让人有一种扑面而来的压抑感。我本来对这个领域抱有极大的热情，希望能深入了解其中的奥秘，但一打开书，那种设计上的粗糙感就让我瞬间泄了气。字体选择上显得非常老旧，仿佛是从上个世纪的印刷品里直接挪用过来的，缺乏现代科技书籍应有的清晰度和专业感。更不用说那些图表的质量了，很多关键的结构示意图和性能曲线模糊不清，色彩对比度极低，看得我眼睛生疼，不得不频繁地借助放大镜才能勉强分辨出那些本该清晰展示的细节。每一次翻页，都伴随着纸张摩擦发出的刺耳声响，完全破坏了沉浸式的阅读体验。如果说内容是心脏，那么这本书的装帧和制作工艺就是一副孱弱不堪的躯体，根本无法支撑起它所承载的知识重量，读起来的感受就像是在啃一块没有调味的干硬面包，虽然能摄入营养，但过程是极其痛苦的折磨。

评分☆☆☆☆☆

作为一本声称覆盖“技术及其应用”的专业书籍，其对实际工程应用的探讨深度实在是不值一提。书中花了极大的篇幅去描述一些非常基础和理论化的材料特性，这些内容在任何一本本科高年级的基础半导体物理教材中都能找到，显得冗余且缺乏新意。然而，当我们真正期待看到一些关于当前产业界主流的MOCVD或MBE工艺优化案例、或者在实际LED封装过程中遇到的热管理和可靠性挑战的深度剖析时，内容却变得极其空泛和保守。那些所谓的“应用案例”更像是几年前的二手资料拼凑而成，完全没有反映出近几年技术迭代的最新成果。对于一个希望将理论知识转化为实际生产力的工程师或研究人员来说，这本书提供的“应用”指导，就像是给一辆现代跑车配上了一套古老的蒸汽机说明书，完全脱节，让人感到一种强烈的知识落差和被误导的不满。