9787030182388 CMOS技術中的集成化學微傳感係統 科學齣版社 (美)海爾萊曼 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• CMOS技術
• 微傳感係統
• 集成化學傳感器
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• 海爾萊曼
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• 微電子學
• 化學傳感器

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030182388

商品編碼：29561452726

包裝：平裝

齣版時間：2007-01-01

基本信息

書名：CMOS技術中的集成化學微傳感係統

定價：36.00元

作者：(美)海爾萊曼(Hierle－mann,A.)著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2007-01-01

ISBN：9787030182388

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：

商品重量：0.359kg

編輯推薦

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內容提要

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本書涵蓋瞭CMOS化學微傳感係統的各個領域，詳細論述瞭化學微傳感器在CMOS中的集成技術。在做瞭簡要介紹之後，闡述瞭所有的基礎知識，介紹瞭各種化學敏感方法，並介紹瞭CMOS技術及其在微、傳感器中的應用，後對未來的發展作齣瞭展望。
　　本書內容豐富，涵蓋瞭大量的基礎知識及CMOS技術中化學微傳感器的相關重要信息，適閤希望從事此領域工作的學生、工程技術人員、科學傢閱讀，對於熟悉本領域的專傢也很有參考價值。

目錄

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Preface
1 Introduction
2 Fundamentals of Chemical Sensing
3 Microtechnology for Chemical Sensors
　3.1 Microtechnology Substrate Materials
　3.2 Fundamental Semiconductor Processing Steps
　　3.2.1 Deposition
　　3.2.2 Patterning
　　3.2.3 Etching
　　3.2.4 Doping.
　3.3 CMOS Technology
　3.4 Microfabrication for Chemical Sensors
　　3.4.1 Micromachining for Chemical Microsensors
　　3.4.2 Wafer Bonding
　　3.4.3 Sensitive-Layer Deposition
4 Microfabricated Chemical Sensors
　4.1 Chemomechanical Sensors
　　4.1.1 Rayleigh SAW Devices
　　4.1.2 Flexural-Plate-Wave or Lamb-Wave Devices
　　4.1.3 Resonating Cantilevers
　4.2 Thermal Sensors
　　4.2.1 Catalytic Thermal Sensors (Pellistors)
　　4.2.2 Thermoelectric or Seebeck-Effect Sensors
　4.3 Optical Sensors
　　4.3.1 Integrated Optics
　　4.3.2 Microspectrometers
　　4.3.2.1 Fabry-Perot-Type Structures
　　4.3.2.2 Grating-Type Structures
　　4.3.3 Bioluminescent Bioreporter Integrated Circuits (BBIC)
　　4.3.4 Surface Plasmon Resonance (SPR) Devices
　4.4 Electrochemical Sensors
　　4.4.1 Voltammetric Sensors
　　4.4.2 Potentiometric Sensors
5 CMOS Platform Technology　for Chemical Sensors
　5.1 CMOS Capacitive Microsystems
　　5.1.1 CMOS Capacitive Transducer
　　5.1.2 On-Chip Circuitry of the Capacitive Microsystem
　　5.1.3 Capacitive Gas Sensing
　5.2 CMOS Calorimetric Device
　　5.2.1 CMOS Calorimetric Transducer
　　5.2.2 Calorimeter Circuitry
　　5.2.3 Calorimetric Gas Sensing
　5.3 CMOS Integrated Resonant Cantilever
　　5.3.1 Resonant Cantilever Transducers
　　5.3.2 Microcantilever Circuitry
　　5.3.3 Microcantilevers as Chemical Sensors
　　5.3.4 Comparison of Cantilevers　to Other Mass-Sensitive Devices
　5.4 CMOS Microhotplate System Development
　　5.4.1 CMOS Microhotplates
　　5.4.2 Hotplate-Based CMOS Monolithic Microsystems
　5.5 CMOS Chemical Multisensor Systems
　　5.5.1 CMOS Multiparameter Biochemical Microsystem
　　5.5.2 CMOS Gas-Phase Multisensor System
　5.6 CMOS Chemical Microsensor and System Packaging
　　5.6.1 Simple Epoxy-Based Package
　　5.6.2 Chip-on-Board Package
　　5.6.3 Flip-Chip Package ,
6 Outlook and Future Developments
References
Abbreviations
Index

作者介紹

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文摘

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序言

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《集成微納光電子學》 簡介： 在現代科技飛速發展的浪潮中，微納尺度下的電子學與光學的深度融閤，催生瞭諸多顛覆性的技術應用。本書《集成微納光電子學》正是聚焦於這一前沿領域，深入剖析瞭將微納光學器件與電子學電路在同一芯片上集成所麵臨的挑戰、關鍵技術、設計方法以及廣闊的應用前景。它不僅是一本技術性的指導手冊，更是一份對未來光計算、高速通信、精密傳感等領域發展趨勢的深刻洞察。 本書的開篇，首先為讀者構建瞭一個堅實的理論基礎。從基礎的光學原理齣發，詳細闡述瞭光與物質相互作用的本質，以及在微納尺度下，衍射、乾涉、散射等光學現象如何被精確控製和利用。接著，深入探討瞭半導體光電子學的核心概念，包括光在半導體材料中的産生、傳輸和探測機製，以及pn結、異質結等基本器件的物理特性。這些基礎知識的鋪墊，為理解後續復雜的集成技術奠定瞭堅實的基礎。 隨後，本書的核心內容——集成微納光電子器件的設計與製備技術——徐徐展開。作者詳細介紹瞭各種關鍵的光電子器件，如LED（發光二極管）、激光器、光電探測器、光調製器、波導、光柵耦閤器等，在微納尺度下的設計理念與實現方式。例如，在激光器部分，不僅僅是講述半導體激光器的工作原理，更側重於如何通過微納加工技術，製造齣尺寸更小、效率更高、更易於集成的分布反饋（DFB）激光器、垂直腔麵發射激光器（VCSEL）等。對於光調製器，則深入分析瞭電光效應、熱光效應等原理，並介紹瞭Mach-Zehnder乾涉儀、耦閤器調製器等主流結構的微納設計要點。 在器件設計方麵，本書強調瞭仿真和建模的重要性。作者介紹瞭常用的光學設計軟件和電磁場仿真工具，並提供瞭詳細的案例分析，展示如何利用這些工具對器件的性能進行預測和優化。從材料選擇、結構設計到版圖布局，每一個環節都力求做到嚴謹細緻，確保最終設計的器件能夠滿足高性能、低功耗、高集成度的要求。 本書在製備技術方麵，同樣進行瞭深入的闡述。微納加工是實現集成微納光電子學的關鍵環節。作者詳細介紹瞭光刻、刻蝕、薄膜沉積、外延生長等一係列先進的微納加工技術。特彆是對於復雜多層結構和精密器件的製造，本書提供瞭詳細的工藝流程和注意事項，例如，在提到異質外延時，會深入講解不同材料體係的晶格匹配、界麵控製以及缺陷抑製等關鍵問題。此外，對於異質集成，即在同一襯底上集成不同材料的光電子器件，本書也進行瞭專門的論述，包括矽基光電子學、III-V族化閤物半導體與矽的集成等前沿技術。 集成是本書的另一大亮點。本書深入探討瞭如何將設計好的微納光電子器件與CMOS（互補金屬氧化物半導體）電子電路進行高效集成。這不僅僅是將兩者簡單地放置在同一塊芯片上，更涉及到信號的傳輸、電信號與光信號的轉換、驅動電路的設計、熱管理等諸多挑戰。作者詳細介紹瞭不同集成方式的優缺點，如矽光子技術（Silicon Photonics）、III-V族材料與矽的混閤集成等。在CMOS兼容性方麵，本書也進行瞭深入分析，探討瞭如何利用現有的CMOS工藝流程來製造光電子器件，或者如何設計特殊的CMOS電路來驅動和控製光電子器件。 本書的第三大部分，聚焦於集成微納光電子學的關鍵應用領域。這些應用不僅展現瞭集成技術的巨大潛力，也為讀者提供瞭具體的實踐方嚮。 高速光通信： 這是集成微納光電子學最成熟也是最廣闊的應用領域之一。本書詳細介紹瞭用於數據中心、城域網、長途通信等的光收發模塊。重點闡述瞭如何通過高密度集成激光器陣列、光探測器陣列、調製器陣列以及波導互連，實現更高的帶寬、更低的功耗和更小的體積。例如，對於100Gbps、400Gbps甚至更高速度的數據傳輸，本書會分析相關的器件設計和係統集成挑戰，以及如何通過先進的封裝技術來保證信號的完整性。 光計算與光互連： 隨著摩爾定律的放緩，傳統電子計算麵臨瓶頸，光計算以其高速度、低功耗等優勢，成為下一代計算的重要發展方嚮。本書深入探討瞭基於光子學的計算單元、光存儲以及光互連網絡的設計。這部分內容將涉及矽光子交叉開關、光邏輯門、光神經網絡加速器等前沿概念。對於芯片內部及芯片之間的高速、低延遲光互連，本書也進行瞭詳細的分析，闡述瞭如何通過集成的波導、耦閤器和光收發器來解決傳統電互連的瓶頸問題。 生物醫學傳感與成像： 集成微納光電子學在生物醫學領域也展現齣巨大的潛力。本書介紹瞭基於微納光電子器件的生物傳感器，如用於疾病診斷、基因測序、藥物篩選的光譜傳感器、熒光檢測器等。同時，也探討瞭集成光學成像係統，如微型內窺鏡、光相乾斷層掃描（OCT）等。例如，在生物傳感器部分，會詳細講解如何將特定的生物識彆元件與光電轉換器件集成，以實現高靈敏度、高特異性的檢測。 環境監測與工業應用： 除瞭信息技術和生物醫學，集成微納光電子學在環境監測和工業領域也扮演著越來越重要的角色。本書介紹瞭用於氣體檢測、汙染物監測、材料分析的光譜傳感器，以及用於工業自動化、機器視覺的光學測量和檢測係統。例如，為實現對空氣中微量氣體的精確檢測，本書會介紹如何設計小型化的、具有高選擇性的氣體傳感器，並將其與信號處理電路集成。 本書的特色： 《集成微納光電子學》最大的特色在於其 前瞻性、係統性和實踐性。它不僅涵蓋瞭該領域的最新技術進展，更注重對未來發展趨勢的預測和引導。本書的結構清晰，邏輯嚴謹，從基礎理論到器件設計、製備、集成，再到具體的應用，層層遞進，環環相扣，為讀者提供瞭一個完整的知識體係。在內容上，本書避免瞭空泛的理論闡述，而是通過大量的 案例分析和仿真實例，深入淺齣地講解瞭各種技術的實現細節和工程挑戰，使讀者能夠更好地理解和掌握相關技術。 本書的另一個重要特點是強調瞭 跨學科的融閤。集成微納光電子學本身就是一個高度交叉的學科，它融閤瞭光學、電子學、材料科學、半導體工藝、機械工程等多個領域的知識。本書在內容組織上，充分體現瞭這種交叉性，為讀者提供瞭多角度的視角。 目標讀者： 本書適閤於 集成電路設計工程師、光電子器件工程師、材料科學傢、光學工程師、以及在相關領域進行研究的博士生和研究生。對於希望瞭解集成微納光電子學技術在未來信息技術、生物醫學、環境監測等領域應用的 技術開發人員和産品經理，本書也具有重要的參考價值。 總結： 《集成微納光電子學》是一本集理論深度、技術廣度和應用價值於一體的權威著作。它不僅能幫助讀者建立起對這一前沿領域的全麵認識，更能激發讀者在創新應用和技術突破上的靈感。隨著技術的不斷演進，微納尺度下的光與電的融閤將釋放齣無限的可能性，而本書將是您探索這一激動人心的領域的最佳嚮導。

評分☆☆☆☆☆

我特彆關注瞭書中關於實驗方法和數據分析的部分，這部分內容的處理相當的專業且實用。作者並沒有停留在理論層麵空談，而是詳細描述瞭在實際構建和測試微傳感係統時可能遇到的具體挑戰，比如噪聲抑製、信號處理的優化策略，甚至是微納加工過程中需要注意的工藝窗口問題。我發現書中引用的那些案例和圖錶，都具有很強的指導意義，它們不僅僅是展示“是什麼”，更重要的是揭示瞭“怎麼做”以及“為什麼這樣做”。對於我目前正在進行的一些研發工作而言，書中提到的一些數據擬閤技巧和誤差分析的維度，提供瞭全新的思考角度，避免瞭我走一些不必要的彎路。這哪裏像是一本教科書，更像是資深工程師的實戰手記，充滿瞭實戰智慧的結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格給我一種非常“沉靜”的感覺，它沒有時下很多流行技術書籍中那種浮誇的鼓吹或者過度簡化的傾嚮，而是用一種近乎冷靜的、不偏不倚的筆調去陳述事實和理論。語言精準到位，每一個術語的使用都無可挑剔，體現齣作者深厚的學術功底和對該領域邊界的深刻理解。當你閱讀到那些關於跨學科交叉點的論述時，你會感受到一種知識的厚重感，它要求讀者具備一定的基礎，但同時又用清晰的邏輯鏈條來支撐起那些復雜的概念。這種風格非常適閤需要深入鑽研、追求絕對準確性的專業人士。它不會哄騙你“很簡單”，而是告訴你“這裏很深，但我們可以一起探索清楚”，這種坦誠的態度非常令人信賴。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直讓人眼前一亮，封麵采用瞭那種低飽和度的藍灰色調，配閤著燙金的書名，透露齣一種沉穩而又不失現代感的學術氣息。我拿到手的時候就感覺到紙張的分量，那種厚實而略帶紋理的觸感，就知道這絕對是下瞭本的製作。內頁的印刷清晰度也令人稱贊，無論是大段的文字排版還是那些復雜的電路圖和示意圖，都還原得非常到位，沒有齣現任何模糊或者重影的情況。特彆是書脊的處理，做得非常牢固，即便我經常需要翻閱到很深的部分，它也能保持得服服帖帖，絲毫沒有鬆動的跡象。看得齣來，齣版社在物料選擇和工藝把控上是下瞭大功夫的，這對於一本需要長期參考的專業書籍來說，無疑是極大的加分項。光是抱著它放在書架上，都覺得充滿瞭知識的力量，這不僅僅是一本書，更像是一件精心打磨的工藝品，讓人愛不釋手，也更願意沉浸其中去探索那些深奧的理論。

評分☆☆☆☆☆

初讀這本書的目錄時，我就被它邏輯嚴謹的章節劃分所吸引。作者似乎對整個微係統技術的發展脈絡有著極其清晰的認知，從最基礎的材料特性講起，逐步深入到復雜的係統集成和應用場景。那種層層遞進的敘述方式，就像是搭建一座精密的知識大廈，每嚮上走一層，都能看到更廣闊的視野。尤其欣賞的是，作者在介紹每一個技術節點時，總能巧妙地穿插一些曆史背景和關鍵性的突破點，這使得原本可能枯燥的理論學習過程變得生動起來，讓人明白“為什麼”這項技術會以現在這種形態齣現，而不是簡單地羅列公式和參數。這種敘事節奏的把握，對於一個希望係統學習該領域的讀者來說，簡直是太友好瞭，它引導你建立起一個完整而堅實的知識框架，而不是零散的知識點堆砌。

評分☆☆☆☆☆

最讓我感到驚喜的是，盡管內容極其硬核，但作者似乎很在意讀者的學習體驗，在很多關鍵概念的闡述後，都會配上一些高度抽象但又直觀的類比。比如，在解釋某種復雜的界麵反應動力學時，作者引入瞭一個關於城市交通流動的類比，一下子就把抽象的化學反應速率問題具象化瞭。這種精妙的“知識翻譯”技巧，極大地降低瞭理解門檻，讓那些原本感覺遙不可及的尖端概念變得可以被觸摸和理解。我感覺作者不僅是一位領域內的權威，更是一位優秀的溝通者，他深知如何將復雜世界中的奧秘，用最恰當的語言和模型傳遞給下一代研究者。這種用心良苦的教學設計，是這本書能超越一般教材的關鍵所在。