绿色微纳电子学

绿色微纳电子学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

王阳元 著
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店铺: 华文京典专营店
出版社: 科学出版社
ISBN:9787030279507
商品编码:29800408421
包装:平装
出版时间:2010-07-01

具体描述

基本信息

书名:绿色微纳电子学

定价:98元

作者:王阳元

出版社:科学出版社

出版日期:207-01

ISBN:9787030279507

字数:847000

页码:637

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:1.421kg

编辑推荐


内容提要


本书首先提出了“绿色微纳电子学”的概念,并分别从能源经济、社会文化、低功耗集成电路设计、绿色集成电路芯片制造、绿色电子封装、微纳电子新器件结构、绿色存储器的发展和集成微纳系统(M/NEMS)等各个角度对绿色微纳电子学进行了阐述,介绍了在这些方面外学术界和工业界的新进展;此外,还从新能源的应用角度,对半导体绿色照明光源、薄膜太阳能电池等有关领域的发展进行了学术探讨。
本书可作为高等院校信息技术及微纳电子专业师生的参书,也可供相关领域的技术人员、科研人员、科研管理人员和公务员阅读使用。

目录


作者介绍


王阳元,中国科学院院士,北京大学教授,北京大学微电子学研究院首席科学家,美国IEEE Fellow,英国IEE Fellow和CIE Fellow。 现任中国电子学会副理事长,《半导体学报》和《电子学报》(英文版)副主编,《微电子学丛书》主编,中芯国际集成电路制造有限公司董事长

文摘


序言



《智慧之光:现代电学工程的创新路径》 内容简介 《智慧之光:现代电学工程的创新路径》并非一本关于微观世界物质特性的学术专著,而是一本着眼于宏观层面,剖析现代电学工程发展脉络、探索前沿创新方向,并展望其未来应用前景的思想性读物。本书旨在为读者揭示电学工程如何从基础原理出发,通过一代代科学家的不懈努力和技术革新,逐步渗透并重塑我们生活的方方面面,并在此基础上,指引出未来可能的发展趋势与研究热点。 全书共分为四个主要部分,层层递进,力求构建一个全面而深入的现代电学工程图景。 第一部分:电学工程的基石与演进 本部分将带领读者回顾电学工程的发展历程,但并非从亚原子粒子的物理性质开始,而是聚焦于那些构建了现代电子设备和系统的宏观理论与技术突破。我们将从电磁学理论的奠基谈起,着重介绍麦克斯韦方程组如何从理论走向实际应用,以及法拉第感应定律、欧姆定律等基本原理在早期电气化时代所扮演的关键角色。随后,我们将深入探讨半导体技术的诞生与发展,分析晶体管的发明如何颠覆了电子工业,开启了信息时代的大门。这一部分将重点阐述集成电路(IC)的出现,以及摩尔定律所驱动的计算能力的指数级增长,如何成为现代社会数字化转型不可或缺的驱动力。 我们还将讨论电力系统的发展,从早期直流输电的局限到交流输电的普及,再到如今智能电网的构建。本书将强调电力工程在支撑工业化、城市化进程中的核心作用,并分析其在能源效率、可再生能源接入以及电网稳定性方面的持续挑战与创新。 此外,本部分还将涉及信号处理、通信原理以及控制理论等电学工程的重要分支。我们将探讨傅里叶变换、采样定理等基础概念如何被应用于信息编码、传输与解码,以及控制系统在自动化、机器人等领域的广泛应用。本书将着重说明这些看似抽象的理论,是如何被转化为我们日常生活中无处不在的技术,例如无线通信、音频视频处理、以及工业生产的自动化控制。 第二部分:驱动未来的创新引擎 进入第二部分,我们将目光投向当前及未来驱动电学工程发展的关键创新领域。本书将不再局限于已有的成熟技术,而是深入剖析那些正在塑造我们未来的前沿技术。 人工智能(AI)与机器学习(ML)是本部分的核心关注点之一。我们将探讨AI/ML如何通过算法优化、数据分析以及计算硬件的进步,在模式识别、决策支持、自然语言处理等领域取得突破。本书将着重分析AI/ML与电学工程的深度融合,例如如何设计更高效的AI芯片、如何利用AI优化通信网络、以及如何将AI应用于智能制造和智能电网的调度与管理。 物联网(IoT)是另一个关键的创新领域。我们将分析IoT如何通过传感器、通信模块和云平台,将物理世界连接到数字世界,实现万物互联。本书将探讨IoT在智能家居、智慧城市、工业互联网以及农业领域的应用潜力,并分析其在数据安全、隐私保护以及网络协同方面的挑战。 量子计算虽然仍处于早期发展阶段,但其颠覆性潜力不容忽视。本部分将对其基本原理进行概述,并探讨其在密码学、药物研发、材料科学等领域可能带来的革命性影响。我们将分析电学工程在量子比特的操控、量子线路的设计以及量子计算机硬件的构建等方面所面临的技术难题与研究进展。 此外,我们还将关注先进的计算架构,例如图形处理器(GPU)和专用集成电路(ASIC)在高性能计算中的作用,以及它们如何推动AI、大数据等领域的进步。同时,我们也将探讨边缘计算的兴起,以及它如何将计算能力推向数据源头,减少延迟,提高效率。 第三部分:电学工程的跨界应用与社会影响 本部分将展示电学工程如何与其他学科深度融合,催生出令人瞩目的跨界应用,并深刻影响着我们的社会结构和生活方式。 在医疗健康领域,我们将探讨医学成像技术(如MRI、CT)、可穿戴医疗设备、以及基于电信号的诊断与治疗方法。本书将分析电学工程如何为精准医疗、远程医疗以及个性化健康管理提供技术支撑。 在交通出行领域,自动驾驶技术将是重点。我们将分析传感器融合、路径规划、决策控制等核心技术,以及它们如何依赖于先进的电学工程实现。此外,本书还将探讨电动汽车(EV)的充电基础设施、电池管理系统以及 V2X(车联网)通信等电学工程在交通电气化中的重要作用。 在能源领域,除了智能电网,我们还将深入探讨可再生能源(如太阳能、风能)的并网技术、储能技术(如先进电池技术)以及能源管理系统。本书将分析电学工程在提高能源利用效率、降低碳排放以及保障能源安全方面的贡献。 在文化娱乐领域,本书将关注高清视频编码与传输、虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术,以及沉浸式音频体验的实现。我们将分析这些技术背后所依赖的通信带宽、信号处理能力以及显示技术等电学工程的进步。 最后,本部分还将讨论电学工程在环境保护、灾害监测、以及智慧农业等领域的应用,展现技术如何为解决全球性挑战提供解决方案。 第四部分:挑战、伦理与未来展望 本书的最后一章将聚焦于电学工程发展过程中所面临的挑战、相关的伦理考量以及对未来的展望。 我们将讨论技术瓶颈,例如摩尔定律的极限、新材料的探索、以及在极端环境下(如太空、深海)的可靠性问题。同时,我们也将审视当前电学工程发展所带来的伦理困境,例如数据隐私、算法偏见、以及数字鸿沟的扩大。本书将强调负责任的创新和技术伦理的重要性,呼吁在技术发展的同时,也要关注其社会公正性和可持续性。 展望未来,我们将探讨下一代通信技术(如6G)、更加智能化的计算设备、以及生物电子学等可能引领下一次技术革命的领域。本书将鼓励读者以开放的心态拥抱变化,并积极参与到电学工程的未来探索中。 《智慧之光:现代电学工程的创新路径》并非一本晦涩的技术手册,而是一部面向广大科技爱好者、工程师、学生乃至对未来充满好奇的社会大众的科普读物。它旨在点亮读者对现代电学工程的认知,激发其创新思维,并共同勾勒出更加智能、高效、可持续的未来蓝图。本书的核心在于“智慧”与“创新”,通过对电学工程宏观层面的梳理与前瞻,展现科技的无限可能。

用户评价

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阅读这本书,我仿佛置身于一个充满无限可能的未来世界!作者以一种极其生动和富有想象力的方式,揭示了微纳电子学在“绿色”领域所蕴含的巨大潜力。他不仅仅是在介绍技术,更是在描绘一种全新的生活方式,一种与自然和谐共存的生活方式。我尤其对书中关于“生态友好型电子材料”的讨论印象深刻。他介绍了一些正在研究和开发中的新型材料,例如生物可降解的聚合物、天然的导电材料,以及能够自我修复的电子元件。这些材料的应用,将彻底改变我们对电子产品的认知,使它们不再是环境的负担,而是能够融入自然,甚至促进生态平衡。书中关于“生物医学微纳电子学”的章节让我大开眼界,作者描绘了一个未来场景:微小的、可植入的电子设备,能够精确地监测我们的健康状况,实时反馈身体的各项数据,并且能够根据我们的需求,进行个性化的治疗。而这一切,都将以最小化对人体和环境的伤害为前提。他对不同绿色材料的生物相容性、降解速度以及在电子器件中的性能进行了详尽的分析,让我对生物电子学的未来充满期待。这本书让我看到了科技的另一种可能性,一种更加温暖、更加人性化的可能性,它不仅是一本技术书籍,更是一份关于如何用科技创造更美好未来的美好愿景。

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不得不说,这本书的阅读体验极其愉悦!作者并没有用枯燥的术语来堆砌内容,而是以一种讲故事的方式,将微纳电子学的奥秘娓娓道来。我尤其喜欢书中关于“微型化与能源效率”的讨论。他解释了如何通过减小电子元件的尺寸,来降低其能耗,从而实现更长久的电池续航,或者实现低功耗的无线通信。这些技术不仅能够提升用户体验,更能有效减少能源的浪费。书中关于“生物传感器”的例子让我印象深刻,作者描绘了一个未来场景:通过微小的、可植入的生物传感器,我们可以实时监测身体的各项生理指标,及时发现疾病的早期迹象,从而实现个性化的健康管理。而这些传感器,都将采用绿色、环保的材料制造,对人体无害,并且能够自然降解。他对不同生物材料的生物相容性、降解速度以及在电子器件中的性能进行了详尽的分析,让我对生物电子学的未来充满期待。这本书让我看到了科技与人类健康、与环境保护的深度融合,它不仅是一本技术书籍,更是一份关于如何用科技创造更美好未来的美好愿景。

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这是一本充满智慧和远见的著作!作者并没有局限于描述“绿色”的现状,而是以一种探究性的方式,深入挖掘微纳电子学在实现可持续发展方面的巨大潜力。我尤其欣赏作者在书中对“可再生能源与微纳电子学的协同发展”的论述。他详细介绍了如何利用微纳电子技术,提高太阳能电池、风力发电等可再生能源的效率,以及如何将这些清洁能源有效地存储和分配。这对于应对全球能源危机,实现碳中和目标具有至关重要的意义。书中关于“智能制造”与绿色微纳电子学的结合让我耳目一新,作者介绍了如何利用自动化、智能化技术,优化电子产品的生产过程,从而降低能耗、减少废弃物产生,并提高产品质量。我对作者在书中关于“纳米能源收集技术”的研究成果进行了深入的了解,他描绘了一个未来场景:各种微小的能源收集器,能够从环境中汲取能量,为各种低功耗的电子设备提供持久的动力,例如环境监测传感器、无线通信节点等等。这本书让我看到了科技的另一种可能性,一种更加环保、更加智能的可能性,它不仅是一本技术书籍,更是一份关于如何用科技创造更美好未来的美好愿景。

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我必须说,这本书的深度和广度都超出了我的预期!起初,我以为它会是一本专注于某个细分领域的专业书籍,但结果却让我大吃一惊。作者以一种极具前瞻性的眼光,将微纳电子学的多个分支领域巧妙地融合在一起,并且都围绕着“绿色”这一核心理念展开。他不仅仅是在讨论技术,更是在探讨一种全新的科技发展模式。我非常欣赏作者在书中对“生态设计”的强调,他指出,从产品设计的初期就应该考虑其对环境的影响,并提出了许多创新的设计理念,比如模块化设计、易于维修和回收的设计等等。这些理念对于改变我们当前“用完即弃”的消费模式具有重要意义。书中关于“生物电子学”的章节尤其让我着迷,作者探讨了如何将电子元件与生物系统相结合,创造出能够监测健康、治疗疾病甚至与人脑交互的设备。而这一切,都以最小化对人体和环境的伤害为前提。我对作者在书中关于“环境传感器”的论述印象深刻,他介绍了如何利用微纳电子技术开发出能够实时监测空气质量、水质甚至土壤污染的传感器,这些技术对于环境保护和治理具有不可估量的价值。这本书让我意识到,微纳电子学的潜力远不止于提升计算速度和存储容量,它更是能够成为解决全球性环境问题的关键驱动力。

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这本书给我的感觉,就像是在阅读一本关于未来科技的哲学论文,只不过它又充满了极其详实的科学依据。作者在书中没有停留在对现有技术的罗列,而是用一种批判性的思维,审视了微纳电子学发展过程中可能存在的环境隐患,并提出了极具建设性的解决方案。我非常赞同作者在书中关于“循环经济”在电子产业中的应用。他详细阐述了如何通过延长产品寿命、促进二手交易、以及高效回收利用,来构建一个可持续的电子产品生态系统。这不仅仅是技术问题,更是关于社会责任和可持续发展理念的推广。书中关于“能源采集”的章节让我耳目一新,作者介绍了各种利用环境中的微弱能量,如振动、热量、甚至人体自身的运动来为电子设备供电的创新技术,这些技术有望彻底摆脱对传统电池的依赖,从而大大减少电池生产和废弃带来的环境污染。我对作者在书中关于“智能电网”与绿色微纳电子学的融合发展进行了深入的探讨,他描绘了一个高度互联、高效节能的能源网络,在这个网络中,每一个电子设备都扮演着重要的角色,共同为实现碳中和目标贡献力量。这本书让我深刻认识到,科技的发展应该服务于人类和地球的共同福祉,而绿色微纳电子学正是实现这一目标的重要途径。

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这本书绝对是我近期阅读体验中最出乎意料的一本!当初在书店随手翻到它,只是因为被封面那抹清新的绿色所吸引,心想着或许能找到一些关于环保电子产品的信息。然而,当我真正开始阅读,才发现它远不止于此。作者以一种极其细腻和富有远见的视角,深入剖析了微纳电子学领域在可持续发展方面的潜力。我一直认为电子产品的更新换代带来的环境负担是无法避免的,但这本书彻底颠覆了我的认知。它详细介绍了如何通过优化材料选择、设计更节能的电路、以及开发可生物降解的电子元件,来最大程度地减少电子垃圾的产生和对环境的影响。特别是关于“绿色芯片”的章节,让我大开眼界。作者不仅仅是罗列技术名词,而是用生动形象的比喻,将复杂的半导体制造过程和纳米材料的特性解释得通俗易懂,仿佛我亲身站在实验室里,观察着那些微小的、充满生命力的电子元器件如何诞生。他对不同绿色材料的物理化学性质、以及这些材料如何影响器件的性能和环境友好性做了详尽的对比分析,让我深刻理解了“绿色”不仅仅是一种颜色,更是一种深刻的哲学和技术追求。读到后面,我甚至开始思考,自己日常使用的电子产品,是否有可以改进的空间,比如减少不必要的能耗,或者在产品报废后,如何更负责任地处理。这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一次心灵的洗礼,让我对科技与自然的和谐共处有了更深的理解和期待。它所描绘的未来,充满了希望和可能性,让我迫不及待地想要了解更多相关领域的进展。

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我得承认,一开始我对这本书的期待并没有很高,本以为只是又一本枯燥的技术手册,充斥着各种晦涩难懂的公式和图表。然而,事实证明我完全错了!这本书的叙事方式极其吸引人,作者仿佛是一位经验丰富的向导,带领读者穿越微纳电子学的奇妙世界,并且重点突出了“绿色”这一主题。他巧妙地将抽象的概念具象化,用一个个引人入胜的故事和案例,解释了微纳电子学在降低能耗、减少污染方面的巨大潜力。我尤其喜欢其中关于“低功耗设计”的讨论,作者不仅解释了为什么传统的电子设计会消耗大量能源,还提供了各种创新的解决方案,比如采用新型半导体材料、优化芯片架构、甚至利用生物体内的能量进行供电。这些想法听起来像是科幻小说,但作者却用扎实的科学理论和前沿的研究成果,证明了它们的可能性。书中的图文并茂,精美的插图和清晰的流程图,让复杂的概念变得直观易懂,即便是我这样非专业背景的读者,也能津津有味地阅读下去。我印象最深刻的是关于“可回收电子元件”的章节,作者详细介绍了科学家们如何研究开发能够轻松分解、重新利用的电子材料,这对于解决日益严峻的电子垃圾问题具有划时代的意义。这本书让我认识到,科技的进步并非一定要以牺牲环境为代价,相反,它可以成为解决环境问题的关键力量。它激发了我对未来绿色科技的无限遐想,也让我对人类的智慧和创造力充满了敬意。

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我得说,这本书真的让我对“电子产品”的定义产生了颠覆性的认知!我一直以为电子产品就是冰冷的金属和塑料,是消耗能源的机器,但这本书却告诉我,它们也可以是有生命的、有温度的、并且是能够与自然和谐共处的。作者以一种极其诗意的语言,描绘了微纳电子学在“生物兼容性”和“可降解性”方面的无限可能。他介绍了一些前沿的研究,例如利用生物材料制造电子元件,或者开发能够自我修复、甚至自我分解的电子产品。这让我对未来的电子设备充满了无限的遐想,想象着有一天,我们使用的电子产品不再是环境的负担,而是能够融入自然,甚至促进生态平衡。书中关于“生物传感器”的应用让我印象深刻,作者详细介绍了如何利用微纳电子技术开发出能够实时监测人体健康状况、或者检测环境中污染物浓度的传感器,这些技术有望在疾病预防、食品安全以及环境监测等领域发挥重要作用。他还深入探讨了“柔性电子学”的发展,以及这种技术在可穿戴设备、医疗植入物等领域的应用前景,并且强调了这些柔性电子设备在材料选择上的绿色化趋势,例如使用生物可降解聚合物作为基板。这本书让我看到了科技的另一种可能性,一种更加温暖、更加人性化的可能性。

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这本书所传达的理念,简直是我这个时代最迫切需要的!在当今社会,我们享受着科技带来的便利,却也常常忽视了它对环境造成的潜在影响。而《绿色微纳电子学》则像一盏明灯,照亮了科技与可持续发展和谐共生的道路。作者以一种极其宏大而又细致的视角,探讨了微纳电子学如何在各个环节实现“绿色化”。从材料的源头,到器件的制造,再到产品的生命周期结束,无不体现着对环境的尊重和关怀。我尤其被其中关于“纳米材料在能源收集与储存中的应用”的部分所吸引。作者详细阐述了如何利用纳米技术的独特性质,开发出高效的太阳能电池、能量收集器以及新型的储能设备,这些技术不仅能够提供清洁的能源,还能大大减少对传统化石燃料的依赖。他还深入分析了不同纳米材料的物理化学特性,以及它们在电子器件中的具体作用,例如石墨烯、碳纳米管等,这些前沿材料的介绍,让我对未来的能源格局充满了期待。更让我欣喜的是,这本书并非只停留在理论层面,而是列举了大量正在进行的科研项目和实际应用案例,让我看到了绿色微纳电子学触手可及的未来。读完这本书,我感到一种强烈的责任感,希望能将这些理念传播出去,让更多人认识到科技向善的重要性。

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这本书的格局之大,让我感到震撼!它不仅仅是关于微纳电子学的技术细节,更是对未来社会发展方向的一种深刻思考。作者以一种极具启发性的方式,将微纳电子学与环境保护、能源危机、以及人类健康等全球性议题紧密联系起来。我尤其欣赏作者在书中对“低碳电子制造”的强调。他详细介绍了各种能够降低电子产品制造过程中能源消耗和污染物排放的新型工艺和技术,例如使用水基溶剂、减少化学品使用、以及优化能源效率等等。这些技术对于构建一个更加可持续的电子产业至关重要。书中关于“智能能源管理”的章节让我眼前一亮,作者介绍了如何利用微纳电子技术开发出能够优化能源使用效率的智能系统,例如智能家居、智能交通以及智能电网等。这些系统能够根据实际需求,精确地调配能源,从而大大降低能源消耗,减少温室气体排放。他对不同绿色材料的性能、生产成本以及环境影响进行了详细的比较分析,让我对未来电子产业的发展方向有了更清晰的认识。这本书让我意识到,科技的进步不应该以牺牲环境为代价,而应该成为解决环境问题的有力工具,而绿色微纳电子学正是实现这一目标的关键。

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