射频微机电系统的理论、设计、制备及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张海霞 等 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030389961

商品编码：29490599888

包装：精装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：射频微机电系统的理论、设计、制备及应用

定价：135.00元

作者：张海霞 等

出版社：科学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787030389961

字数：

页码：

版次：1

装帧：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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射频微机电系统技术是微机电系统的重要组成部分，本书主要从理论、设计、加工、封装和应用等方面介绍射频微机电系统器件与系统，结合作者及其团队近年来在相关领域的研究成果，详细分析和阐述传输线、天线、可调电感、可变电容、开关、滤波器、移相器等核心器件的基本原理、主要类型、设计方法、加工技术、性能测试和典型应用等，为读者勾勒出射频微机电系统技术较为全面的技术基础、研究现状和发展趋势。
本书可作为微米纳米技术领域高年级本科生、研究生和教师的参考用书，并可供相关的科技人员参考。

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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《微纳器件的物理学基础与工程实现》 内容梗概： 本书深入探讨了微纳器件的物理学原理、设计方法、制备工艺及其在各领域的广泛应用。全书共分为三个部分：第一部分聚焦于微纳器件背后的基本物理学，第二部分详细阐述了微纳器件的设计与工程实现，第三部分则集中展示了微纳器件在不同前沿技术领域的创新应用。 第一部分：微纳器件的物理学基础 本部分旨在为读者构建一个扎实的理论基础，理解微纳尺度下物质的行为特性及其所遵循的物理规律。 第一章：量子力学导论与微观粒子行为 引言： 宏观世界与微观世界的物理规律差异，引出量子力学的重要性。 量子化概念： 能量、角动量等物理量的量子化，普朗克常数的引入。 波粒二象性： 电子、光子等微观粒子的波动与粒子性质的统一描述，德布罗意波。 薛定谔方程： 时间无关和含时薛定谔方程及其物理意义，波函数的概率解释。 量子隧穿效应： 微观粒子穿过势垒的可能性，其在扫描隧道显微镜、某些半导体器件中的作用。 量子谐振子模型： 描述简谐振动在量子力学中的表现，如分子振动、晶格振动。 原子结构与光谱： 玻尔模型、量子数、电子能级，解释原子光谱的离散性。 泡利不相容原理： 电子在原子轨道中的填充规则，对材料性质的影响。 固体的能带理论： 自由电子模型、周期性势场、布里渊区、能带的形成，区分导体、半导体和绝缘体。 晶体结构与缺陷： 点缺陷、线缺陷、面缺陷及其对材料电学、力学性质的影响。 第二章：固体材料的电学与热学特性 导体： 自由电子模型、费米能级、导电机制，电阻率与温度的关系。 半导体： 本征半导体与杂质半导体，电子与空穴的产生与复合，载流子浓度、迁移率。 绝缘体： 电子能带结构、禁带宽度，介电常数、击穿电压。 热导率： 晶格振动（声子）与自由电子对热传导的贡献。 热电效应： 塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应，热电材料的性能指标。 压电效应与焦电效应： 晶体材料在外力作用下的电极化，以及温度变化引起的电极化，其在传感器、执行器中的应用。 铁电性与铁磁性： 物质的自发极化与自发磁化，畴结构，其在存储器件中的潜力。 第三章：表面与界面物理 表面能与表面张力： 表面原子与体原子环境差异产生的能量，微观尺度下的表面行为。 表面态： 固体表面电子态的特殊性，表面态密度与能级。 表面吸附： 物理吸附与化学吸附，吸附机制，在催化、传感器中的作用。 界面能： 不同材料接触形成的界面的能量。 肖特基结与PN结： 金属-半导体界面和同种半导体不同掺杂区域界面的能带弯曲、势垒形成。 电子在界面的传输： 界面散射、隧穿，界面电阻。 表面形貌与粗糙度： 表面微观结构对器件性能的影响，如接触电阻、光学反射。 表面化学： 表面反应、腐蚀、氧化，在材料处理和器件稳定性中的重要性。 第二部分：微纳器件的设计与工程实现 本部分侧重于如何将物理原理转化为实际的微纳器件，包括设计理念、建模仿真、制造工艺与测试表征。 第四章：微纳器件的建模与仿真 物理模型构建： 将器件工作原理抽象为数学模型，考虑电、热、力、光等耦合效应。 数值模拟方法： 有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）、蒙特卡罗法在微纳器件仿真中的应用。 二维与三维仿真： 不同维度仿真对计算资源与精度的权衡。 电学仿真： 载流子输运、电场分布、电流密度分析。 热学仿真： 温度分布、热应力、热传导分析。 力学仿真： 应力、应变、形变分析，微振动、压电响应模拟。 光学仿真： 光场分布、衍射、干涉、吸收与发射特性。 多物理场耦合仿真： 解决器件中不同物理现象相互影响的问题，如热致电效应、光致形变。 参数提取与模型验证： 通过实验数据反推模型参数，提高仿真精度。 设计优化： 利用仿真工具进行参数扫描、遍历搜索，实现器件性能的最优化。 第五章：微纳加工工艺 光刻技术： 光源（紫外、深紫外、极紫外）、光刻胶、掩模版、曝光、显影，关键工艺参数。 刻蚀技术： 干法刻蚀（反应离子刻蚀 RIE、感应耦合等离子体刻蚀 ICP）与湿法刻蚀，选择性、各向异性。 薄膜沉积技术： 物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）与化学气相沉积（CVD，如 LPCVD、PECVD），薄膜的均匀性、致密性、附着力。 外延生长： 晶体材料的原子层堆积，如MOCVD、MBE，用于制备高质量的半导体异质结。 微纳机械加工（MEMS）： 体微加工（Bulk Micromachining）与表面微加工（Surface Micromachining），结构层的形成与牺牲层的去除。 三维微纳制造技术： 立体光刻、电子束直写、聚焦离子束（FIB）加工。 键合技术： 阳极键合、硅融合键合、瞬时键合，用于多层结构的集成。 表面处理与钝化： 降低表面缺陷，提高器件稳定性。 洁净室环境与工艺控制： 颗粒物、温湿度、气体纯度的控制对微纳加工精度的影响。 第六章：微纳器件的测试与表征 电气性能测试： IV特性曲线、CV特性曲线、C-V特性曲线、频率响应。 光学性能测试： 光谱分析、透射率、反射率、折射率测量、光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）。 形貌与结构表征： 原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）。 力学性能测试： 纳米压痕、弯曲测试、振动测试。 可靠性与寿命测试： 高温老化、温度循环、电应力测试。 集成电路测试设备： 参数测试仪、晶圆探测器、封装测试设备。 微纳器件封装： 保护器件免受环境影响，并提供电气连接。 失效分析： 识别器件失效的原因，指导改进。 第三部分：微纳器件的应用前景 本部分将目光投向微纳器件在各个前沿技术领域的实际应用，展示其巨大的潜力和变革性影响。 第七章：生物医疗与健康监测 微流控芯片（Lab-on-a-chip）： 生物样本的处理、分析、诊断，DNA测序、药物筛选。 生物传感器： 检测生物分子、细胞、病毒，葡萄糖传感器、心肌标志物检测。 微型成像设备： 侵入性微创检查，如内窥镜。 药物输送系统： 精准靶向释放药物。 可穿戴健康监测设备： 连续监测生理参数，如心率、血氧、体温。 神经接口： 记录或刺激神经信号，用于神经假体。 第八章：信息通信与计算 先进半导体器件： 高速晶体管、存储器，FinFET、GAAFET等三维结构。 光学互连： 光子晶体、波导，实现光信号的高速传输。 光电器件： LED、激光器、光电探测器，用于通信和显示。 量子计算： 超导量子比特、离子阱量子比特，实现超越经典计算的能力。 先进显示技术： Micro-LED、OLED，提供高亮度、高对比度显示。 传感器网络： 物联网（IoT）中的各种微型传感器，收集环境信息。 第九章：能源与环境 微型能量收集器： 收集振动、光、热等能量，为微型设备供电。 高效太阳能电池： 薄膜太阳能电池、多结太阳能电池，提高能量转换效率。 燃料电池： 微型燃料电池，用于便携式电源。 环境传感器： 检测污染物、气体泄漏、湿度，用于环境监测和安全。 水净化与过滤： 微纳孔膜技术，高效去除污染物。 催化剂与反应器： 提高化学反应效率，用于工业生产和能源转化。 第十章：先进制造与机器人 微型机器人： 微创手术机器人、内部检查机器人、精密制造中的微操作机器人。 精密传感器： 用于工业自动化、质量控制。 微执行器： 实现精确的运动控制，如微阀、微泵。 智能材料： 响应外部刺激（光、热、电）而改变形变或功能的材料。 增材制造（3D打印）： 用于制备复杂结构的微纳器件。 先进装配技术： 自动化微纳器件的组装与集成。 结论： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解微纳器件的科学基础、工程挑战与应用前景。通过对量子力学、固体物理、表面科学的深入剖析，结合先进的建模仿真、制造工艺和表征手段，本书为研究人员、工程师和学生搭建了探索微纳世界、创造未来科技的坚实桥梁。微纳器件正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面，其持续的创新与发展将深刻地改变人类社会。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺有意思的，采用了深蓝色调，配上一些电路图的线条，看起来挺专业的样子。我一直对微机电系统（MEMS）挺感兴趣的，特别是射频（RF）应用这块，感觉是未来无线通信的关键技术之一。这本书的标题涵盖了理论、设计、制备和应用，这几个方面都是我比较关心的。通常这种综合性的书籍，要么理论讲得太深奥，让人望而却步；要么实践部分过于侧重某一特定技术，导致读者在面对实际问题时无从下手。我希望这本书能在理论深度和工程实践之间找到一个很好的平衡点，能让初学者有个清晰的入门路径，同时也让有一定基础的研究者能找到新的启发。特别是“制备”这部分，微纳加工的工艺流程往往是决定最终器件性能的关键，要是能有一些具体工艺的细节和挑战分析，那就太棒了。这本书的内容编排上，如果能有一个清晰的逻辑脉络，从基础原理逐步深入到复杂的系统集成，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书后，我最先关注的是它的绪论部分，看作者是如何定义射频微机电系统的范畴以及它在当前技术背景下的重要性。我对其中的一些前沿应用，比如5G/6G通信、物联网中的射频开关和滤波器等，非常期待能看到更深入的探讨。我注意到书中提到了很多关于材料选择和器件建模的章节，这对我正在进行的项目很有帮助。建模的准确性直接关系到设计的成功率，如果能看到一些实用的仿真工具使用技巧或者与实验结果对比的案例分析，那将是极大的加分项。不过，说实话，有些章节的图表分辨率看起来稍微有点低，这在理解复杂的结构细节时造成了一点不便。我希望作者在后续的版本中能对此进行优化，毕竟对于这种精密的工程学科，清晰的视觉辅助至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格挺平实的，没有太多晦涩的术语堆砌，这一点对于自学者来说非常友好。我特别喜欢它在讲解特定效应时，会辅以直观的物理图像解释，而不是仅仅给出复杂的数学公式。比如，在讲解电容式射频开关的寄生效应时，作者用了好几页篇幅来剖析不同结构对插入损耗和隔离度的影响，这种注重“为什么”而非仅仅“是什么”的讲解方式，让我对这些基本元件的性能瓶颈有了更深刻的认识。唯一让我感觉略有遗憾的是，关于成本控制和大规模量产的讨论相对较少。在当前的产业环境下，性能固然重要，但成本和可靠性同样是决定技术能否真正落地的关键因素。如果能增加一些关于CMOS兼容性、良率提升等方面的工业级视角的内容，这本书的实用价值会更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排很有层次感，感觉作者是按照一个完整的产品开发流程来组织内容的。从基础的材料科学和微加工技术讲起，然后过渡到核心的谐振器和滤波器设计，最后延伸到系统级的集成和测试。这种从微观到宏观的叙事方式，让我能更好地把握整个技术链条。我个人比较关注“制备”部分，书中详细描述了薄膜沉积、刻蚀工艺，特别是高深宽比结构的实现难点。这些内容对于我理解实验室制备和实际工业生产之间的鸿沟很有帮助。但是，在提及一些新型的制备技术时，比如光刻技术在MEMS中的前沿应用，感觉介绍得略显保守和传统，对于追求创新的读者来说，可能期待能看到更多颠覆性的新工艺探讨。总体而言，它更像是一本扎实可靠的教科书，而不是一本激进的创新指南。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我发现它在引用文献方面做得相当全面，涵盖了从经典的奠基性工作到近几年的高水平期刊论文。这表明作者在整合知识体系上下了很大功夫，确保了内容的权威性和时效性。其中关于非线性失真和功率处理能力的分析，我个人觉得处理得非常到位，不像很多同类书籍只是浅尝辄止。作者用相对严谨的数学模型推导了交调失真（IMD）的来源，并给出了结构优化的建议，这对设计高线性度射频前端至关重要。如果说有什么改进空间，我觉得在软件工具和代码示例方面可以再加强一些。比如，如果能提供一些基于MATLAB或Python的简易脚本来辅助读者进行参数扫描和初步设计迭代，那么这本书的交互性和可操作性将大大增强，真正实现理论与实践的无缝对接。