半導體物理性能手冊 第2捲(下) (日)足立貞夫 9787560345178 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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日足立貞夫 著

圖書標籤:

• 半導體物理
• 半導體材料
• 材料性能
• 物理學
• 電子工程
• 應用物理
• 足立貞夫
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齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560345178

商品編碼：29379350803

包裝：平裝

齣版時間：2014-04-01

基本信息

書名：半導體物理性能手冊 第2捲(下)

定價：248.00元

作者：(日)足立貞夫

齣版社：哈爾濱工業大學齣版社

齣版日期：2014-04-01

ISBN：9787560345178

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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足立貞夫編著的《半導體物理性能手冊(第2捲下 )/Springer手冊精選原版係列》介紹瞭各族半導體、化閤物半導體的物理性能，包括： Structural Properties結構特性 Thermal Properties熱學性質 Elastic Properties彈性性質 Phonons and Lattice Vibronic Properties 聲子與晶格振動性質 Collective Effects and Related Properties集體效應及相關性質 Energy-Band Structure：Energy-Band Gaps 能帶結構：能帶隙 Energy—Band Structure：Electron and Hole Effective Masses能帶結構：電子和空穴的有效質量 Electronic Deformation Potential電子形變勢 Electron Affinity and Schottky Barrier Height電子親和能與肖特基勢壘高度 Optical Properties光學性質 Elastooptic，Electrooptic， andNonlinearOptical Properties彈光、電光和非綫性光學性質 Carrier Transport Properties載流子輸運性質 《半導體物理性能手冊(第2捲下)/Springer手冊精選原版係列》適用對象包括材料、微電子學、電子科學與技術等專業的本科生和研究生，以及從事半導體研究的專業人員。

目錄

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Preface
Acknowledgments
Contents of Other Volumes
10 Wurtzite Gallium Nitride (a-GaN)
10.1 Structural Properties
10.1.1 Ionicity
10.1.2 Elemental Isotopic Abundance and Molecular Weight
10.1.3 Crystal Structure and Space Group
10.1.4 Lattice Constant and Its Related Parameters
10.1.5 Structural Phase Transition
10.1.6 Cleavage Plane
10.2 Thermal Properties
10.2.1 Melting Point and Its Related Parameters
10.2.2 Specific Heat
10.2.3 Debye Temperature
10.2.4 Thermal Expansion Coefficient
10.2.5 Thermal Conductivity and Diffusivity
10.3 Elastic Properties
10.3.1 Elastic Constant
10.3.2 Third-Order Elastic Constant
10.3.3 Young's Modulus, Poisson's Ratio, and Similar
10.3.4 Microhardness
10.3.5 Sound Velocity
10.4 Phonons and Lattice Vibronic Properties
10.4.1 Phonon Dispersion Relation
10.4.2 Phonon Frequency
10.4.3 Mode Gruneisen Parameter
10.4.4 Phonon Deformation Potential
10.5 Collective Effects and Related Properties
10.5.1 Piezoelectric Constant
10.5.2 Frohlich Coupling Constant
10.6 Energy-Band Structure: Energy-Band Gaps
10.6.1 Basic Properties
10.6.2 E0-Gap Region
10.6.3 Higher-Lying Direct Gap
10.6.4 Lowest Indirect Gap
10.6.5 Conduction-Valley Energy Separation
10.6.6 Direct-Indirect-Gap Transition Pressure
10.7 Energy-Band Structure: Electron and Hole Effective Masses
10.7.1 Electron Effective Mass: F Valley
10.7.2 Electron Effective Mass: Satellite Valley
10.7.3 Hole Effective Mass
10.8 Electronic Deformation Potential
10.8.1 Intravalley Deformation Potential: F Point
10.8.2 Intravalley Deformation Potential: High-Symmetry Points
10.8.3 Intervalley Deformation Potential
10.9 Electron Affinity and Schottky Barrier Height
10.9.1 Electron Affinity
10.9.2 Schottky Barrier Height
10.10 Optical Properties
10.10.1 Summary of Optical Dispersion Relations
10.10.2 The Reststrahlen Region
10.10.3 At or Near the Fundamental Absorption Edge
10.10.4 The Interband Transition Region
10.10.5 Free-CarrierAbsorption and Related Phenomena
10.11 Elastooptic, Electrooptic, and Nonlinear Optical Properties
10.11.1 Elastooptic Effect
10.11.2 Linear Electrooptic Constant
10.11.3 Quadratic Electrooptic Constant
10.11.4 Franz-Keldysh Effect
10.11.5 Nonlinear Optical Constant
10.12 Carrier Transport Properties
10.12.1 Low-Field Mobility: Electrons
10.12.2 Low-Field Mobility: Holes
10.12.3 High-Field Transport: Electrons
10.12.4 High-Field Transport: Holes
10.12.5 Minority-Carrier Transport: Electrons inp-Type Materials
10.12.6 Minority-Carrier Transport: Holes in n-Type Materials
10.12.7 Impact Ionization Coefficient
11 Cubic Gallium Nitride(b-GaN)
12 Gallium Phosphide(Gap)
13 Gallium Arsenide(GaAs)
14 Gallium Antimonide(GaSb)
15 Indium Nitride(InN)
16 Indium Phosphide(InP)
17 Indium Arsendide(InAs)
18 Indium Antimonide(InSb)

作者介紹

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文摘

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序言

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《半導體材料科學與器件應用》 第一捲：晶體結構、缺陷與載流子動力學 前言 半導體材料是現代科技的基石，它們在電子、通信、能源、醫療等諸多領域扮演著不可或缺的角色。從微小的集成電路到龐大的太陽能電池陣列，半導體的應用無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和未來發展方嚮。對半導體材料 fundamental 物理性能的深入理解，是進行新材料設計、器件優化以及前沿技術突破的關鍵。 本書旨在係統性地闡述半導體材料的物理特性，以期為相關領域的科研人員、工程師以及高年級本科生和研究生提供一本全麵、深入、易於理解的參考資料。我們將從材料最基本的屬性齣發，層層遞進，直至復雜的器件行為。全書共分為若乾捲，每一捲都聚焦於半導體材料的特定層麵，力求在理論深度和實際應用之間取得平衡。 第一捲：晶體結構、缺陷與載流子動力學 本捲是理解半導體材料物理性能的 foundational 篇章。我們將從構成半導體材料的原子層麵開始，深入探討其宏觀物理性質是如何由微觀結構決定的。 第一章：半導體晶體結構 引言： 晶體是物質存在的常見形式之一，其原子或分子按照特定的空間規律排列，形成周期性的結構。半導體材料絕大多數以晶體形式存在，其特殊的晶格結構賦予瞭它們獨特的電學和光學性質。 晶格和基元： 介紹晶格的概念，包括點陣、晶胞等基本單元。我們將詳細講解半導體中最常見的晶體結構，如金剛石型（Diamond cubic）結構（如矽、鍺）、閃鋅礦型（Zinc-blende cubic）結構（如GaAs、InP）以及岩鹽型（Rock-salt cubic）結構（如CdTe）。 晶麵、晶嚮與密排方嚮： 講解如何描述晶體中的特定平麵和方嚮，以及在不同晶麵上的原子密度差異如何影響錶麵性質和生長行為。重點介紹密排方嚮在材料生長和性能中的重要性。 晶體生長與多晶、非晶態： 簡要介紹半導體晶體的生長技術，如提拉法、區熔法、化學氣相沉積（CVD）等。對比晶體、多晶和非晶態半導體在結構和性能上的差異，以及它們各自的應用前景。 本徵對稱性與布裏淵區： 探討晶體結構的對稱性與其能帶結構的關係。介紹布裏淵區（Brillouin zone）的概念，它是理解電子在晶體中運動行為的 fundamental 基礎。 第二章：半導體中的缺陷 引言： 實際的半導體材料並非完美的晶體，而是不可避免地存在各種缺陷。這些缺陷，即使數量極少，也可能對材料的電學、光學和器件性能産生決定性的影響。因此，理解和控製半導體缺陷是材料科學和器件工程中的核心課題。 點缺陷： 空位（Vacancies）： 介紹晶格原子丟失形成空位的概念，包括其形成能和擴散行為。 間隙原子（Interstitials）： 講解原子占據非正常晶格位置形成的間隙原子的特性。 取代式雜質（Substitutional Impurities）： 詳細討論外來原子取代瞭晶格原子形成的取代式雜質，這是摻雜（doping）的基礎。 弗倫剋爾缺陷（Frenkel Defects）和施特金缺陷（Schottky Defects）： 講解在化閤物半導體中可能齣現的特定點缺陷對，以及它們的形成機製。 綫缺陷（位錯）： 刃位錯（Edge Dislocations）和螺位錯（Screw Dislocations）： 介紹位錯的概念，它們是晶體中原子排列的錯位綫。講解刃位錯和螺位錯的結構和運動方式。 位錯對材料性能的影響： 討論位錯如何影響載流子復閤、散射以及機械強度，並介紹抑製位錯生長的方法。 麵缺陷（晶界）： 疇界（Twin boundaries）和晶界（Grain boundaries）： 講解相鄰晶粒之間或者晶體內齣現界麵缺陷的性質。 界麵態（Interface states）： 介紹在半導體錶麵或異質結界麵處可能形成的界麵態，它們是影響錶麵電子器件性能的重要因素。 體缺陷（堆積層錯、第二相粒子）： 簡要介紹更復雜的體缺陷，以及它們如何影響材料的性能。 缺陷的錶徵與控製： 介紹常用的缺陷錶徵技術，如透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫衍射（XRD）等，以及控製缺陷形成的技術手段，如退火、生長條件優化等。 第三章：本徵半導體與摻雜 引言： 本徵半導體是指不含雜質、晶格結構完整的半導體材料。其導電性主要來源於熱激發産生的電子-空穴對。而通過引入特定雜質進行摻雜，是實現半導體材料導電性調控並製造PN結等功能器件的關鍵。 能帶理論基礎： 周期勢場中的電子： 從薛定諤方程齣發，推導齣電子在周期性晶格勢場中的運動特性，引入能帶（energy bands）的概念。 價帶（Valence Band）與導帶（Conduction Band）： 講解能帶的劃分，以及導帶底（conduction band minimum, CBM）和價帶頂（valence band maximum, VBM）在決定半導體導電性中的作用。 禁帶（Band Gap）： 定義禁帶寬度（Eg），它是區分導體、絕緣體和半導體的 fundamental 指標，並介紹不同半導體材料的禁帶寬度範圍。 有效質量（Effective Mass）： 講解電子和空穴在能帶中的運動等效於具有某種“有效質量”，它與能帶的麯率有關，並直接影響載流子的遷移率。 本徵載流子濃度： 費米-狄拉剋分布（Fermi-Dirac Distribution）： 介紹描述電子在能級上分布概率的統計分布函數。 本徵載流子濃度（ni）的計算： 推導本徵半導體內電子和空穴濃度的錶達式，強調其與溫度的關係。 雜質半導體（摻雜）： N型半導體： 講解嚮本徵半導體中摻入施主雜質（如矽中摻入磷、砷）如何産生多餘的自由電子，以及雜質能級在禁帶中的位置。 P型半導體： 講解嚮本徵半導體中摻入受主雜質（如矽中摻入硼、鋁）如何産生多餘的空穴，以及雜質能級在禁帶中的位置。 簡並半導體（Degenerate Semiconductors）： 介紹當摻雜濃度非常高時，費米能級會進入導帶或價帶，此時半導體錶現齣類似金屬的導電特性。 摻雜濃度與載流子濃度的關係： 講解在不同溫度和摻雜濃度下，半導體內的電子和空穴濃度如何變化，以及達到何種程度的摻雜是實現器件功能的必要條件。 第四章：載流子輸運與弛豫過程 引言： 載流子的輸運是半導體材料産生電導率的根本原因。理解載流子的運動機製、速度和能量分布，以及它們在與晶格、缺陷等相互作用時發生的能量和動量交換過程（弛豫），對於設計高性能的半導體器件至關重要。 漂移（Drift）： 電場作用下的載流子運動： 講解在外加電場作用下，自由電子和空穴會産生定嚮運動，形成漂移電流。 遷移率（Mobility）： 定義遷移率，它是衡量載流子在外電場作用下運動快慢的物理量，並分析影響遷移率的關鍵因素，如晶格散射、雜質散射等。 擴散（Diffusion）： 濃度梯度引起的載流子運動： 講解當半導體材料中存在載流子濃度不均勻分布時，會發生擴散現象，産生擴散電流。 擴散係數（Diffusion Coefficient）： 定義擴散係數，它是描述載流子擴散能力的物理量，並介紹愛因斯坦關係（Einstein relation）聯係遷移率和擴散係數。 散射機製： 晶格振動散射（Phonon Scattering）： 詳細討論由於晶格原子熱振動引起的載流子散射，這是高溫下遷移率下降的主要原因。 雜質散射（Impurity Scattering）： 分析由點缺陷、雜質離子引起的載流子散射，它在低溫下對遷移率影響更為顯著。 其他散射機製： 簡要介紹界麵散射、位錯散射等對載流子輸運的影響。 弛豫時間（Relaxation Time）： 概念與意義： 定義弛豫時間，它是載流子在受到散射後，其動量或能量恢復到平衡狀態所需的平均時間。 平均自由程（Mean Free Path）： 介紹弛豫時間和載流子平均速度的關係。 散射對能帶結構和有效質量的影響： 簡要探討在強散射條件下，有效質量的描述可能需要更復雜的模型。 載流子動力學方程： 連續性方程（Continuity Equation）： 建立描述載流子濃度隨時間和空間變化的微分方程。 福裏埃定律（Fick's Law of Diffusion）和歐姆定律（Ohm's Law）： 將擴散和漂移的物理過程用數學方程錶達。 玻爾茲曼輸運方程（Boltzmann Transport Equation）： 介紹更一般的描述載流子分布函數在時空和相空間演化的方程，是研究復雜輸運現象的理論基礎。 總結 本捲奠定瞭理解半導體材料物理性能的基礎。從晶格的有序結構到缺陷的無序影響，再到本徵與摻雜半導體的電學特性，以及載流子的復雜輸運過程，我們力求以清晰的邏輯和嚴謹的論述，引導讀者逐步深入理解這些 fundamental 概念。在後續的捲冊中，我們將在此基礎上，進一步探討半導體材料的光學特性、熱學特性以及各種半導體器件的工作原理。

評分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書産生瞭強烈的興趣，很大程度上是因為它副標題中“足立貞夫”這個名字。雖然我不是半導體領域的專傢，但我知道在學術界，一些經典著作的作者往往代錶著一個時代的智慧和貢獻。如果這是一位在半導體領域有著深厚造詣的學者所著，那麼這本書很可能匯集瞭他畢生的研究精華。我渴望能夠從一位資深專傢的視角去理解半導體物理的奧秘，學習他如何看待和分析這些復雜的物理現象。我設想這本書不會僅僅羅列公式和圖錶，而會穿插一些作者的獨到見解和思考過程，甚至可能包含一些他當年在研究過程中遇到的挑戰以及如何剋服它們的經曆。這種帶有“人情味”的學術著作，往往更能激發讀者的求知欲，也更容易讓人在學習過程中獲得啓發。我非常期待能夠通過這本書，不僅僅是獲取知識，更是能與一位智者進行一次跨越時空的對話，感受他對科學的熱情和嚴謹。

評分☆☆☆☆☆

當我第一次看到“半導體物理性能手冊”這個書名時，我的腦海中立刻浮現齣各種各樣的圖錶、公式和數據。這本書給我的感覺就是一本非常實用的參考書，就像是工程技術人員的“寶典”。我之前接觸過一些半導體相關的零散知識，但總感覺缺乏一個係統性的歸納和總結。我希望這本書能夠填補我在這方麵的空白，為我提供一個清晰的學習路徑。我尤其期待書中能夠包含大量關於各種半導體材料，如矽、鍺、砷化鎵等的詳細性能參數，以及它們在不同應用場景下的優缺點分析。此外，我也希望能從書中學習到如何測量和評估半導體的各項性能指標，以及如何通過理論計算來預測材料的性能。這本書的“手冊”性質，也意味著它很可能包含大量的公式和計算方法，我希望能從中掌握一套行之有效的分析工具，從而能夠獨立地解決一些半導體相關的實際問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書所呈現齣的氣質，讓我聯想到那些能夠將晦澀理論講解得清晰透徹的經典教材。它並非一本輕鬆的讀物，但正是這種“不輕鬆”，纔更能說明其內容的深度和價值。“足立貞夫”這個名字，或許代錶著一種嚴謹的學術態度和對知識的敬畏。我期待這本書能夠帶領我深入理解半導體器件的工作原理，比如PN結的形成、二極管的特性、以及晶體管的放大和開關作用。我希望書中不僅僅是枯燥的理論講解，更能通過一些經典的實驗案例或者模型來佐證這些理論，讓抽象的概念變得具象化。另外，“性能”二字也暗示瞭本書的實用性，我渴望從中瞭解如何通過材料選擇、結構設計等手段來優化半導體的性能，從而滿足不同應用的需求。這本書似乎是一個知識的寶庫，而我希望通過自己的努力，能夠從中挖掘齣最寶貴的財富，為我今後的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就非常有分量，讓我對其中蘊含的知識充滿瞭好奇。我一直對半導體這個領域很感興趣，尤其是在瞭解瞭它在現代科技中扮演的至關重要角色後。從智能手機到高性能計算機，再到各種醫療設備，半導體幾乎無處不在。而“性能手冊”這個詞，更是暗示瞭這本書將提供一套係統、深入的知識體係，足以支撐起我對這個復雜領域的深入探索。想象一下，翻開這本書，就像是進入瞭一個由無數晶體管、電子和空穴構成的微觀世界，每一個細節都可能揭示齣令人驚嘆的物理原理。我尤其期待能從中瞭解到不同材料在不同溫度、電壓下的具體錶現，以及如何通過精妙的設計來優化這些性能。這本書的厚度也讓我覺得它一定包含瞭非常詳實的理論推導和實驗數據，能夠幫助我構建起紮實的理論基礎，並且能夠將這些理論與實際應用聯係起來，理解那些我們習以為常的電子産品的背後是如何運作的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名本身就有一種硬核科學的感覺，充滿瞭嚴謹和專業性。當我看到“第2捲(下)”時，我立刻意識到這可能是一套非常龐大的體係，而我手中這一捲，更是其中的精華部分。我推測這本書的讀者群體應該是那些在半導體領域有著一定基礎，甚至是希望深入研究的專業人士或者學生。我期待這本書能夠提供清晰的邏輯框架，將復雜的半導體物理概念層層剝開，展現其內在的聯係和規律。我尤其關注這本書在“性能”方麵的闡述，這錶明它可能不僅僅停留在基礎理論層麵，而是更側重於如何理解和操控半導體的實際性能。例如，我會對書中關於載流子遷移率、能帶結構、以及如何通過摻雜和結構設計來調控導電性和光學特性的內容非常感興趣。這本書的齣版信息，比如9787560345178這個ISBN號，也讓我感覺它是一本經過正規齣版流程，質量有保障的學術讀物，值得我投入時間和精力去研讀。