用於惡劣環境的碳化矽微機電係統 9787030268624 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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英張，王曉浩，唐飛，王文弢 著

圖書標籤:

• 碳化矽
• 微機電係統
• MEMS
• 惡劣環境
• 傳感器
• 材料科學
• 電子工程
• 科學齣版社
• 9787030268624
• 工程技術

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030268624

商品編碼：29876089977

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

基本信息

書名：用於惡劣環境的碳化矽微機電係統

定價：35元

作者：(英)張,王曉浩,唐飛,王文弢

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787030268624

字數：154000

頁碼：121

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.640kg

編輯推薦

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內容提要

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碳化矽以其優異的溫度特性、電遷移特性、機械特性等，越來越被微電子和微機電係統研究領域所關注，不斷有新的研究群體介入這一材料及其應用的研究。《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》是目前譯者見到的一本係統論述碳化矽微機電係統的著作，作者是來自英國、美國從事碳化矽微機電係統研究的幾位學者，他們係統綜述瞭碳化矽生長、加工、接觸、腐蝕和應用等環節的技術和現狀，匯聚瞭作者大量的經驗和智慧。
　　《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》可供從事微電子、微機械研究的科研人員參考閱讀，也可以作為研究生專業課程教材或參考書目。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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先進材料與精湛工藝的融閤：高性能微機電係統的新篇章 在當今科技飛速發展的時代，高性能微機電係統（MEMS）作為實現智能化、集成化和微型化的關鍵技術，正以前所未有的速度滲透到各個領域。從航空航天、汽車工業到醫療健康、消費電子，MEMS的應用無處不在，其對性能、可靠性和耐用性的要求也日益嚴苛。然而，傳統的MEMS材料和製造工藝在麵對極端溫度、高壓、腐蝕性介質以及強輻射等惡劣環境時，往往顯得力不從心，性能衰減甚至失效。 本書正是聚焦於這一挑戰，深入探討瞭在惡劣環境下實現MEMS係統高性能運行的創新解決方案。我們不再局限於常見的矽基MEMS，而是將目光投嚮瞭一種極具潛力的先進材料——碳化矽（SiC）。碳化矽以其卓越的物理化學特性，如極高的硬度、優異的耐高溫性能、齣色的耐腐蝕性、寬禁帶半導體特性以及高熱導率，使其成為構建能夠在極端條件下穩定工作的MEMS器件的理想選擇。 本書將帶領讀者穿越一個由先進材料科學和精湛微納製造工藝共同譜寫的科學探索之旅。我們將從碳化矽材料本身的奧秘入手，詳盡闡述其獨特的晶體結構、電子特性以及在不同溫度、壓力和化學環境下錶現齣的穩定性。讀者將瞭解到，碳化矽並非單一的材料，而是擁有多種晶型，不同晶型的碳化矽在微觀層麵存在顯著差異，這些差異直接影響著最終器件的性能。我們將深入剖析不同晶型碳化矽在MEMS應用中的優勢與劣勢，為選擇最適閤特定惡劣環境的材料提供科學依據。 隨後，本書將重點聚焦於碳化矽微機電係統的關鍵設計理念和製造工藝。與矽基MEMS相比，碳化矽的加工難度更大，需要更為精密的製造技術。我們將詳細介紹當前主流的碳化矽微加工技術，包括但不限於： 碳化矽體矽工藝 (Bulk SiC Micromachining): 探討如何通過深矽刻蝕等技術，在體塊狀碳化矽基底上直接加工齣三維微結構。我們將分析不同刻蝕方法的優缺點，如反應離子刻蝕（RIE）和感應耦閤等離子體刻蝕（ICP-RIE）在碳化矽上的應用，以及如何控製刻蝕深度、側壁垂直度和錶麵粗糙度等關鍵參數，以獲得高質量的微結構。 碳化矽薄膜工藝 (Thin Film SiC Processing): 介紹通過化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）等方法製備高質量碳化矽薄膜的技術。我們將深入探討不同沉積方法的機理，以及如何通過優化工藝參數（如溫度、氣體流量、壓力等）來控製薄膜的結晶度、化學計量比、應力以及導電性，以滿足不同傳感或執行器器件的要求。 異質集成技術 (Heterogeneous Integration): 考慮到碳化矽材料加工的挑戰性，如何將其與其他成熟的MEMS材料（如矽、石英）或電子元件進行高效、可靠的集成，是實現復雜功能MEMS係統的關鍵。本書將探討各種異質集成策略，例如鍵閤技術（直接鍵閤、金屬鍵閤）、共晶鍵閤、以及通過過渡層實現的異質集成，並分析其在提高器件性能和可靠性方麵的作用。 封裝技術 (Packaging Technology): 惡劣環境對MEMS器件的可靠性提齣瞭極高的要求，封裝技術在其中扮演著至關重要的角色。我們將探討專為碳化矽MEMS設計的封裝策略，包括耐高溫、耐腐蝕的封裝材料選擇，以及如何實現與外部電路的可靠電氣連接，同時防止外界環境的侵蝕。例如，采用陶瓷封裝、金屬封裝，以及利用特殊的密封技術，來確保器件在極端條件下的長期穩定性。 本書的價值不僅體現在對材料和製造工藝的詳盡闡述，更在於其對碳化矽MEMS在各種惡劣環境下的具體應用進行深入剖析。我們將聚焦於以下幾個關鍵的應用領域： 高溫MEMS傳感器 (High-Temperature MEMS Sensors): 探討如何利用碳化矽材料的耐高溫特性，設計和製造能夠在發動機、渦輪機、地熱井等極端高溫環境下工作的壓力傳感器、溫度傳感器、加速度計等。我們將分析高溫環境下材料性能的變化，以及如何通過器件設計和封裝來補償這些變化，實現精確可靠的測量。 腐蝕性環境MEMS器件 (MEMS Devices in Corrosive Environments): 深入研究碳化矽在強酸、強堿、等離子體等腐蝕性介質中的穩定性，並介紹如何利用其設計和製造在化工、石油天然氣、半導體製造等領域具有重要應用價值的腐蝕傳感器、微流控芯片等。我們將探討不同腐蝕介質對碳化矽錶麵形貌和器件性能的影響，以及如何通過錶麵處理或塗層來進一步增強其抗腐蝕能力。 輻射環境MEMS係統 (MEMS Systems in Radiation Environments): 隨著核能、空間探索等領域的不斷發展，MEMS器件在強輻射環境下的可靠性成為亟待解決的難題。本書將探討碳化矽作為一種寬禁帶半導體材料，在抵抗輻射損傷方麵的獨特優勢，並介紹如何設計和製造適用於核反應堆、太空探測器等環境的輻射硬化MEMS器件。我們將分析不同類型的輻射（如中子、伽馬射綫、質子）對碳化矽材料性能的影響，以及相應的防護和補償策略。 高壓MEMS執行器 (High-Pressure MEMS Actuators): 介紹碳化矽高強度和高斷裂韌性的特點，使其成為構建高壓環境下高性能微型執行器的理想材料。我們將探討基於碳化矽的微閥門、微泵、微噴嘴等在極端高壓條件下的工作原理和設計優化。 此外，本書還將涵蓋碳化矽MEMS的器件性能評估、可靠性分析以及未來發展趨勢。讀者將瞭解到如何對碳化矽MEMS器件進行全麵的性能測試，包括靈敏度、綫性度、響應時間、穩定性等，並掌握進行加速壽命試驗和失效分析的方法。同時，我們將展望碳化矽MEMS在智能製造、新能源、國防安全等前沿領域的廣闊前景，以及下一代碳化矽MEMS技術可能的發展方嚮，例如三維集成、新型碳化矽異質結器件以及與人工智能的融閤等。 本書旨在為 MEMS 領域的研究人員、工程師以及相關專業的學生提供一個全麵、深入且實用的技術指南。通過對碳化矽材料特性的深刻理解、先進製造工藝的詳細介紹以及廣泛的應用案例分析，本書將幫助讀者掌握在惡劣環境下設計、製造和應用高性能 MEMS 係統的關鍵技術，從而推動 MEMS 技術的邊界，為解決人類社會麵臨的復雜挑戰提供強有力的技術支撐。這是一次對材料科學、微納製造與極端環境應用交叉領域的深度探索，必將為該領域的研究和産業發展注入新的活力。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我就被它嚴謹的學術風格吸引瞭。書名《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》精準地概括瞭其核心內容，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。作為一名在相關領域有著一定研究基礎的讀者，我深知碳化矽（SiC）材料在高溫、高壓、強腐蝕等極端環境下的獨特優勢，而MEMS技術的集成更是將這些優勢發揮到瞭極緻。書中對SiC材料的晶體結構、能帶特性、熱學和電學性質進行瞭深入的剖析，並詳細闡述瞭其與傳統矽材料在這些方麵的顯著差異。我尤其關注瞭書中關於SiC MEMS器件在高溫環境下的可靠性問題，以及如何通過優化材料生長、器件設計和封裝技術來提高其工作壽命。書中的內容不僅僅是理論推導，更包含瞭大量的實驗數據和仿真分析，為我提供瞭寶貴的參考信息。我印象深刻的是書中對SiC MEMS器件在航空航天、深海探測、汽車電子等領域的應用前景進行瞭展望，這些分析都基於紮實的理論基礎和前沿的研究進展。雖然這本書內容非常專業，但我認為對於任何希望深入瞭解SiC MEMS技術，特彆是其在惡劣環境下的應用的研究者和工程師來說，它都是一本不可或缺的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，書名《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》就直接點明瞭主題，讓我對其中內容充滿瞭期待。作為一名對新興材料和前沿技術感興趣的讀者，我一直對碳化矽（SiC）在高性能器件領域的應用抱有濃厚的興趣。這本書的齣現，正好滿足瞭我深入瞭解SiC在MEMS領域應用的渴望。書中對SiC材料的物理化學性質進行瞭非常詳盡的介紹，從原子結構到宏觀性能，都給齣瞭科學嚴謹的論述。我特彆欣賞書中對SiC材料在各種惡劣環境下的具體錶現的分析，例如高溫下的熱穩定性和抗氧化性，強腐蝕性介質中的耐受性，以及在高輻射環境下的損傷機製等。這些分析不僅基於理論，還引用瞭大量的實驗數據和研究成果，使得結論更具說服力。書中還詳細闡述瞭SiC MEMS器件的設計、製造和測試等關鍵環節，包括常用的微加工技術、器件結構優化以及可靠性評估方法。我注意到書中還提及瞭一些SiC MEMS器件在特定惡劣環境下的成功應用案例，這些案例的描述都非常生動，讓我對SiC MEMS技術的實際應用潛力有瞭更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛入行不久的MEMS工程師，在項目開發中經常會遇到器件在極端條件下失效的問題。朋友推薦瞭這本書，說它在解決這類問題上很有參考價值。書的開篇就詳細介紹瞭碳化矽（SiC）這一材料的獨特優勢，特彆是其優異的熱學、電學和化學穩定性，這正是許多傳統矽基MEMS器件難以企及的。書中對SiC材料的各種特性做瞭非常深入的分析，包括其禁帶寬度、擊穿電場、熱導率等關鍵參數，並與矽材料進行瞭詳細的對比，讓我對SiC材料的“硬核”實力有瞭直觀的認識。我最感興趣的是關於SiC MEMS器件在高溫環境下的工作原理和設計考量。書中探討瞭如何通過材料選擇、器件結構設計、封裝技術等多種手段來剋服高溫帶來的挑戰，例如熱應力、材料老化等問題。我尤其關注瞭書中關於SiC薄膜製備和微加工工藝的章節，這對於我們實際生産中如何獲得高質量的SiC器件至關重要。書中提到瞭一些先進的刻蝕技術和錶麵處理方法，以及它們在提高器件性能和可靠性方麵的作用。雖然我還在消化其中的一些專業術語和技術細節，但這本書無疑為我解決實際工程問題提供瞭寶貴的思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，第一時間就想到瞭我的實驗室裏那些總是不盡如人意的MEMS器件，尤其是那些在高溫、高壓、強腐蝕環境下工作的傳感器和執行器。雖然這本書的名字聽起來非常專業，但我還是抱持著一種“死馬當活馬醫”的心態翻開瞭它。一開始，對“碳化矽”這個材料就覺得有些神秘，我隻知道它以硬度高、耐高溫著稱，但具體在微機電係統中的應用，我之前瞭解得並不多。書中對碳化矽材料的特性進行瞭非常詳盡的闡述，從晶體結構、熱學性質、電學性質到力學性能，都給齣瞭詳細的數據和解釋。我特彆關注瞭它在高溫下的穩定性和在腐蝕性介質中的耐受性，這正是我目前在實際工作中遇到的最大瓶頸。書中有不少圖錶，清晰地展示瞭不同摻雜濃度、不同晶麵取嚮的碳化矽在不同環境下的性能變化趨勢，這對於我們選擇閤適的材料和設計參數非常有指導意義。此外，書中還提到瞭碳化矽在微加工方麵的挑戰和解決方案，比如刻蝕技術、薄膜沉積技術等，這些內容也與我的實際操作息息相關。雖然我對很多具體的技術細節還在消化中，但這本書無疑為我打開瞭一個新的視野，讓我看到瞭解決現有技術難題的希望。我尤其對書中提到的“高功率”和“高頻”應用潛力感到興奮，這可能意味著我們不僅能在惡劣環境下提高器件的可靠性，還能進一步提升其性能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》非常吸引我。在我的工作經曆中，多次遇到電子元器件在嚴苛環境下失效的問題，這讓我對能夠應對極端條件的材料和技術産生瞭濃厚的興趣。這本書的齣現，正好填補瞭我在這方麵的知識空白。我首先被書中對碳化矽（SiC）材料特性的詳細介紹所吸引。它不僅僅是簡單地羅列瞭SiC的優勢，而是深入剖析瞭其在高溫、高壓、強腐蝕等環境下的具體錶現，並用大量的實驗數據和圖錶進行佐證。我對於SiC在高溫下的熱穩定性、氧化特性以及其作為寬禁帶半導體的優勢印象深刻，這為MEMS器件在高溫環境下的應用提供瞭堅實的基礎。書中還對SiC MEMS器件的設計、製造工藝進行瞭詳盡的闡述，包括微加工技術、器件結構優化以及可靠性評估等方麵。我特彆留意瞭關於SiC MEMS器件在航空航天、深海探測、汽車發動機等惡劣環境下的應用案例分析，這些案例的描述都非常具體，讓我能夠真切地感受到SiC MEMS技術的強大潛力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》本身就充滿瞭吸引力。我一直對能夠應對極端條件的科技産品非常感興趣，而MEMS技術在這些方麵的潛力更是讓我著迷。拿到書後，我迫不及待地翻閱瞭關於碳化矽材料的章節。書中詳細介紹瞭碳化矽的獨特優勢，比如其超高的熔點、優異的熱導率和極低的介電損耗，這些特性使得它成為製造能夠在高溫、高頻以及強電磁乾擾環境下工作的MEMS器件的理想選擇。我特彆喜歡書中對碳化矽材料在化學穩定性方麵的描述，它能夠抵抗絕大多數的強酸強堿，這對於在腐蝕性環境中工作的MEMS器件來說至關重要。書中還用大量的圖錶和數據來支撐其論點，讓我對碳化矽的性能有瞭非常直觀的瞭解。此外，書中對碳化矽MEMS器件的製造工藝也進行瞭詳細的介紹，包括各種類型的刻蝕技術、薄膜沉積方法以及器件的封裝技術，這些內容對於理解如何將材料的優勢轉化為實際的器件功能非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對前沿科技充滿好奇心的普通讀者，我總是在尋找能夠拓寬我視野的書籍。當我在書店偶然看到《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》這本書時，我立刻被它深深吸引住瞭。我一直對微機電係統（MEMS）很感興趣，但傳統的MEMS器件在很多特殊環境下錶現不佳，這讓我感到有些遺憾。這本書的齣現，則為我打開瞭一個全新的視角。書中開篇就詳細介紹瞭碳化矽（SiC）這種“神奇”的材料。我之前隻知道它很堅硬，但書中深入淺齣地闡述瞭它為何能夠在高溫、高壓、甚至化學腐蝕的環境下依然保持穩定的性能。我特彆喜歡書中用類比和形象化的語言來解釋一些復雜的概念，比如碳化矽的“超級耐熱性”和“防腐蝕能力”，這讓我這個非專業人士也能輕鬆理解。書中的插圖和圖錶也非常精美，清晰地展示瞭碳化矽材料的結構以及其在不同環境下的性能錶現。此外，書中還描繪瞭碳化矽MEMS器件在各種“不可能”場景下的應用，比如探測火山內部、深海油田，甚至是太空探索，這些生動的例子讓我對這項技術充滿瞭敬意和憧憬。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對微納製造領域有著濃厚興趣的愛好者，我總是希望能找到一些能拓展我知識邊界的讀物。這本書的書名《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》瞬間吸引瞭我，因為“惡劣環境”這個詞匯本身就充滿瞭挑戰和未知。當我翻閱到關於碳化矽材料在高溫下的穩定性描述時，我簡直驚呆瞭。書中有大量的實驗數據和理論分析，詳細解釋瞭為什麼碳化矽能夠承受比矽高得多的溫度，以及在這種高溫下它的電學和力學性能會發生怎樣的變化。這不僅僅是簡單的“耐高溫”，而是背後復雜的物理化學機製。書中還深入探討瞭碳化矽在不同類型的惡劣環境中的錶現，比如化學腐蝕、輻射環境等，這讓我對碳化矽材料的通用性有瞭更深的認識。我印象特彆深刻的是書中有關於碳化矽MEMS器件在航空航天、深海探測、核工業等領域的潛在應用案例分析，這些案例的描述都非常具體，讓我能夠想象到這些技術在現實世界中的巨大價值。雖然我不是該領域的專業研究人員，但書中通俗易懂的語言和清晰的邏輯結構，使得我能夠相對容易地理解那些復雜的概念。這本書不僅僅是理論的堆砌，更包含瞭大量實用的信息，對於任何想要瞭解或研究在極端條件下工作的MEMS器件的人來說，都是一本不可多得的參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書如同一扇窗戶，讓我看到瞭在極限條件下工作的微小世界的無限可能。我的工作常常需要將電子設備部署在極端環境中，而傳統的矽基MEMS器件往往難以勝任。因此，當我看到“用於惡劣環境的碳化矽微機電係統”這個書名時，我感到一股強烈的共鳴。我最先閱讀的部分是關於碳化矽材料本身特性的介紹。書裏詳細解釋瞭為什麼碳化矽如此堅固耐用，它在高溫下是如何保持穩定性的，以及它對抗化學腐蝕的“超能力”。我一直以為“耐高溫”隻是一個模糊的概念，但書中用具體的溫度數值、熱膨脹係數、氧化速率等數據，以及翔實的圖錶，讓我對碳化矽的耐熱性有瞭清晰而深刻的認識。更讓我興奮的是，書中還深入探討瞭碳化矽在微機電係統中的具體應用，比如傳感器、執行器等。我特彆關注瞭在高溫高壓環境下，如何設計和製造齣可靠的碳化矽MEMS器件，包括材料選擇、加工工藝以及封裝技術等方麵的挑戰和解決方案。書中的一些案例分析，比如在燃氣輪機、核反應堆等極端環境下的應用，讓我對這本書的實用價值有瞭更直觀的感受。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對材料科學和微納技術交叉領域充滿熱情的業餘研究者，平日裏喜歡閱讀一些能夠拓展我知識邊界的書籍。這本書的書名《用於惡劣環境的碳化矽微機電係統》就深深地吸引瞭我，因為“惡劣環境”和“碳化矽”這兩個關鍵詞代錶瞭當前技術發展的前沿和挑戰。當我翻閱這本書時，我被其內容之豐富、論述之嚴謹所摺服。書中對碳化矽材料的物理、化學、機械性能進行瞭極為詳盡的闡述，特彆是其在高溫、高壓、強腐蝕性介質以及強輻射環境下的錶現，書中提供瞭大量的實驗數據和理論分析，讓我對碳化矽材料的“硬核”實力有瞭深刻的認識。我特彆關注瞭書中關於碳化矽MEMS器件的製備工藝，包括外延生長、刻蝕、薄膜沉積等關鍵技術，以及如何通過這些工藝來優化器件的性能和可靠性。書中還對碳化矽MEMS器件在航空航天、深海探測、能源開發、以及極端工業環境下的應用前景進行瞭深入的探討，這些案例分析都極具啓發性。