Green Micro/Nano Electronics

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Yangyuan Wang,Yuhua Cheng 著
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  • Energy Efficiency
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030363312
商品编码:29720800156
包装:精装
出版时间:2013-05-01

具体描述

基本信息

书名:Green Micro/Nano Electronics

定价:218.00元

售价:148.2元,便宜69.8元,折扣67

作者:Yangyuan Wang、Yuhua Cheng、Min-hwa Chi

出版社:科学出版社

出版日期:2013-05-01

ISBN:9787030363312

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版次:1

装帧:精装

开本:16开

商品重量:1.562kg

编辑推荐

  《绿色微纳电子学(Green Micro\NanoElectronics)》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,介绍了在这些方面国内外学术界和工业界的**进展;此外,王阳元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。本书是全英文版。


内容提要

提出“绿色微纳电子学”的概念,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等各个角度对绿色微纳电子学进行阐述,介绍这些方面国内外学术界和工业界的*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。

目录

Chapter 1 Energy Resources and Their Roles in Economic and Social Development
1.1 Energy Generation and Reserves
1.1.1 Classifications of Energy Resources
1.1.2 Reserves of Conventional Energy
1.1.3 Reserves of New Energy
1.2 Use and Consumption of Energy
1.2.1 Use and Production of Energy
1.2.2 Energy Consumption in Life and Production
1.3 Energy and Economic Development
1.3.1 Energy as an Important Factor in Pushing Economic Growth
1.3.2 The Negative Impact of Energy Crisis on Economic Growth
1.3.3 Constraint of Population Growth on Energy Development
1.3.4 Constraints of Environmental Pollution on Energy Development
1.4 Policy Guidance and Measures of Saving Energy
1.4.1 Regulations for Environmental Protection
1.4.2 Tax Policy
1.4.3 Major Planning
1.4.4 Important Measures
1.5 Future Development of Integrated Circuits(IC)
1.5.1 Revolutionary Role of IC in Energy Conservation
1.5.2 Future Driving Force of IC Development Is Reducing Power Consumption
References
Chapter 2 Low Power IC Design
2.1 Power Source and Analysis of Integrated Circuits
2.1.1 Static Power
2.1.2 Dynamic Power
2.1.3 Power Analysis
2.1.4 Conclusion
2.2 Circuit-Level Low Power Design
2.2.1 Introduction
2.2.2 RTL-level Low Power Design
2.2.3 Gate-level Low Power Design
2.2.4 Layout-level Low Power Design
2.2.5 Asynchronous Circuit Design
2.2.6 Sub-threshold and Multi-voltage Design
2.2.7 Conclusions
2.3 System-level Low Power Design
2.3.1 Introduction
2.3.2 Dynamic Power Management
2.3.3 Dynamic Voltage Scaling
2.3.4 Low Power Compilation
2.3.5 Low Power Hardware/Software Co-design
2.4 Battery-Aware Low Power Design
2.4.1 Introduction
2.4.2 Battery Model and Battery Discharge Characteristics
2.4.3 Battery-Aware Task Scheduling
2.4.4 Battery-Driven Power Management
2.4.5 Conclusion
2.5 Low Power IC Design and Green IT
2.5.1 Rise of Green IT
2.5.2 Low Power IC Design for Green IT
2.5.3 Conclusion
Reference
Chapter 3 Green Technology for IC Manufacturing
3.1 IC Industry and Environment
3.2 IC manufacturing process introduction
3.3 Modern CMOS Process Flow
3.4 Dry Etching/Cleaning and Greenhouse Gas Emissions
3.4.1 Introduction of Dry Etching
3.4.2 Introduction of Dry Cleaning Process
3.4.3 Process Parameter Optimization
3.4.4 Technology of Exhaust Treatment for Dry and Wet Process
3.5 Wet Etching/Cleaning and Waste Chemicals
3.5.1 Wet Etching
3.5.2 Wet Cleaning in FEOL and BEOL
3.6 Photo-resist Pollution and Control in Lithography Processes
3.6.1 Introduction of Lithography Process and Photo-resist
3.6.2 Background Information on PFOS
3.6.3 Environmental and Health Impacts of Photo-resist
3.6.4 The Importance of PFOS for Lithography Processes
3.6.5 Environmental Friendly Photo-resist Materials
3.6.6 The R & D Trend for Environmental Friendly Photo-resists
3.7 Slurries in CMP and Environmental Considerations
3.7.1 Introduction of CMP Technology
3.7.2 Assessment of Environmental Impact of CMP Slurries
3.7.3 Classification and Characteristics of CMP Slurries
3.7.4 Slurry Disposal
3.7.5 Slurry Storage and Transportation
3.8 IC Manufacturing and Treatment of Waste Chemicals
3.8.1 Common Chemicals in IC Manufacturing
3.8.2 Liquid Chemicals and Waste Water Treatment
3.8.3 Gaseous Chemicals and Exhaust Treatment
3.8.4 Management of Hazardous Substances in IC Manufacturing
3.9 Low Power CMOS Technology for Friendly Environment
3.9.1 CMOS on SOI Technology
3.9.2 High-κ and Metal-gate(HKMG)Technology
3.9.3 Low-κ Interconnection
3.9.4 System-on-chip and System-in-package
3.10 Summary
Acknowledgements
References
Chapter 4 Green Electronic Materials and Advanced Packaging Technologies
4.1 Introduction
4.1.1 Background Information
4.1.2 The Importance of Lead-free Soldering in Green Electronics
4.2 IC Chip Packaging
4.2.1 Packaging Process
4.2.2 Classification of Packages
4.2.3 New Packaging Technologies
4.3 Co-design of Chip-Package-PCB
4.3.1 Challenges of Advanced Packaging
4.3.2 Chip-Package-PCB Co-design Process
4.3.3 Key Issues of Chip-Package-PCB Co-design
4.4 System-in-Package(SIP)and its Applications
4.4.1 Overview
4.4.2 Key Issues of SIP
4.4.3 Applications of SIP
4.5 Three-dimensional Packaging
4.5.1 Overview
4.5.2 Basics of Three-dimensional Packaging
4.5.3 Challenges of Three-dimensional Packaging Technology
4.5.4 Research and Applications of Three-dimensional Packaging
4.5.5 Summary and Development Trends
4.6 Applications of Green Nanoposites in Advanced Packaging
4.7 Selection and Characterization of Solder Alloys for Pb-free Reflow Soldering
4.7.1 Pb-free Solder Paste Materials
4.7.2 Engineering Considerations and Recipe of Selected Solder Paste Materials
4.7.3 Flux
4.7.4 Characterization of Selected Solder Paste Materials
4.8 Board Level Reliability Test
4.8.1 Sample Description
4.8.2 Solder and Intermetallic Analysis after Reflow
4.8.3 Accelerated Thermal Cycling Test(ATC)
4.8.4 Package Shear/Pull Tests
4.8.5 Four-point Bending Test
4.8.6 Drop Test
4.9 Conclusions
References
Chapter 5 New Device Technologies for Green Micro/Nano Electronics
5.1 Overview
5.2 Dynamic Threshold Voltage Device and Adaptive Substrate Bias Technique
5.2.1 Dynamic Threshold Voltage MOS(DTMOS)Device with Gate-Body Connected
5.2.2 Adaptive Substrate Bias Technique for Low Voltage Circuits
5.3 Nanoscale New-structual MOSFETs with Low Leakage Current
5.3.1 Ultra-Thin Body SOI and Quasi-SOI Device
5.3.2 Novel Double-Gate MOS Device
5.3.3 Gate-All-Around Silicon Nanowire MOS Device
5.4 Novel-Mechanism Based Low Power Devices with Ultra-Steep Subthreshold Slope
5.4.1 Tunneling Field Effect Transistor
5.4.2 Impact Ionization MOS Device
5.4.3 Suspended-Gate MOSFET and NEM Relay
Acknowledgements
References
Chapter 6 Nanoelectronics from the Bottom-up:Materials,Devices and Circuits
6.1 Introduction
6.2 Carbon nanotube-based Nanoelectronics
6.2.1 Geometry and Electronic Structure
6.2.2 Synthesis of Aligned Carbon Nanotubes
6.2.3 Nanoelectronic Devices
6.2.4 Carbon Nanotube-based Circuits
6.3 Graphene-based Nanoelectronics
6.3.1 Synthesis and Transfer of Graphene
6.3.2 Electronic Structures and Properties of Graphene
6.3.3 Graphene-based Nanoelectronic Devices
6.4 Molecular Electronics
6.4.1 Brief History of Molecular Electronics
6.4.2 Molecular Electronic Devices
6.4.3 Molecular Electronic Circuits
6.5 Atomic Scale Devices
6.5.1 Single-Atom Transistor
6.5.2 Atomic Switch
6.5.3 Applications of Atomic Scale Devices
6.6 Summary
Acknowledgements
References
Chapter 7 Green Memory Technology
7.1 Overview of Semiconductor Memory Technologies
7.1.1 State-of-art Memory Technologies Toward Scaling Limit
7.1.2 Emerging Semiconductor Memory Technologies
7.2 Resistive Random Access Memory(RRAM)
7.2.1 Principle and Mechanisms
7.2.2 RRAM Characteristics
7.2.3 RRAM Technology
7.3 Phase-change Random Access Memory(PCRAM)
7.4 Magic Random Access Memory(MRAM)
7.5 Summary
Acknowledgements
References
Chapter 8 Microelectromechanical/Nanoelectrome chanical Systems and Their Applications
8.1 Background of MEMS
8.1.1 Definition of MEMS
8.1.2 Features of MEMS
8.1.3 Nanoelectromechanical System
8.1.4 Influence and State of MEMS/NEMS
8.2 Silicon-based Micromachining
8.2.1 Surface Micromachining Technology
8.2.2 Bulk Micromachining
8.3 Nanomachining Technology
8.3.1 Nano Lithography Technology
8.3.2 Nanoimprint Lithography
8.3.3 Spacer Technology
8.3.4 Fabrication of Nano-forests Based on Oxygen Plasma Removal of Photoresist
8.3.5 Nanosphere Self-assembly and Etching Technology
8.4 Categories and Applications of MEMS
8.4.1 Micromechanical Sensors
8.4.2 Optical MEMS
8.4.3 Microfluidics
8.4.4 Micro/Nano Bio-sensors/Bio-chips/BioMEMS
8.4.5 Applications of Micro/Nano Technology in System
8.5 RF MEMS
8.5.1 MEMS Switch/Relay
8.5.2 MEMS Inductors
8.5.3 Tunable Capacitors
8.5.4 Micromechanical Resonators and Filters
8.6 Power MEMS
8.6.1 Power Generator
8.6.2 Micro Energy Harvesting System
8.6.3 Mechanical Vibration
8.7 Environmental MEMS
8.7.1 Atmospheric Environmental Monitoring
8.7.2 Water Environmental Monitoring
8.7.3 Environmental Monitoring of Soil
8.7.4 Pathogenic Factors Monitoring
8.8 Trends and Prospects
Acknowledgements
References
Chapter 9 Photovoltaic Materials and Applications
9.1 Renewable Energy
9.1.1 PV Market and Roadmap
9.1.2 PV Materials and Applications
9.2 Principle of Solar Cell
9.2.1 PV Effect
9.2.2 J-V Characteristics
9.2.3 Quantum Efficiency
9.2.4 J-V Setup
9.2.5 QE Setup
9.3 Si Wafer PV Technology
9.3.1 Si Wafer
9.3.2 c-Si and Mc-Si Solar Cells
9.4 High Efficiency III-V
9.4.1 Concentrated Solar Cells
9.4.2 Multi-junction Solar Cells
9.5 Thin-film PV Technologies
9.5.1 TCO Material
9.5.2 A-Si & Nc-Si
9.5.3 CdTe
9.5.4 CIGS
9.5.5 DSSC
9.5.6 OPV
9.6 Innovative PV Technologies
9.6.1 Light Management
9.6.2 Nano-wire Solar Cell
9.6.3 Hot Carriers
9.6.4 Q-dot and Multi Exciton Generation
9.6.5 Intermediate Band Gap Solar Cell
9.7 Summary
References
Chapter 10 Solid State Lighting
10.1 An Overview of Solid State Lighting
10.1.1 Basic Concepts of Solid State Lighting
10.1.2 Basic Principles of Solid State Lighting
10.1.3 History and Current Developments of LEDs
10.2 Major Techniques of Solid State Lighting
10.2.1 Epitaxy
10.2.2 Device Fabrication
10.2.3 Packaging
10.3 LED Substrates
10.3.1 Sapphire
10.3.2 SIC
10.3.3 Si
10.3.4 GaN
10.3.5 ZnO
10.3.6 AlN
10.4 LEDs of Different Colors
10.4.1 Red LEDs
10.4.2 Green LEDs
10.4.3 Blue LEDs
10.4.4 Ultraviolet and Deep Ultraviolet LEDs
10.5 Progresses in LED Research
10.5.1 GaN Epitaxy
10.5.2 LEDs Device Morphology
10.6 OLED and PLED
10.6.1 Basic Concepts
10.6.2 Advantages of OLED/PLED
10.6.3 Applications
10.6.4 OLED/PLED Technological Advances
10.6.5 OLED/PLED Structure Evolution
10.7 Outlook
References
Chapter 11 AMOLED Displays:Pixel Circuits and Driving Schemes
11.1 Introduction
11.2 Current Driving Schemes
11.2.1 Stability and Non-uniformity in Current
11.2.2 Dynamic Effects
11.2.3 Settling Time in CPPCs
11.2.4 Techniques to Improve Programming Times in CPPCs
11.3 Voltage Driving Schemes
11.3.1 Imperfect Compensation
11.4 External Compensation
11.4.1 General Block Diagram
11.4.2 Current-parator Based System
11.5 Conclusion and Outlook
References
Chapter 12 The Impact of Social Culture and Institutions on Green Micro/Nano Electronics
12.1 Connotation of Social Culture
12.1.1 The Medium of Culture
12.1.2 Culture Is a Reflection of the Economy
12.1.3 The Interaction between Culture and the Progress of Science and Technology
12.1.4 Soft Power of Culture
12.2 Guide to the Development of Green Micro/Nano Electronics by the Scientific Concept of Development
12.2.1 People-Centered Principle
12.2.2 Harmonious Coexistence with Nature
12.2.3 Development Environment with Harmony without Uniformity
12.2.4 Legal System,Rule by Law and Morality
12.3 Development of Green Micro/Nano Electronics Needs a Green Environment
12.3.1 Development of Science Needs a Peaceful Environment
12.3.2 Development of Science Needs a Harmonious Culture
12.3.3 Uniting and Cooperating,Letting Everyone Play a Role
12.3.4 Sharing Resources,Fully Using Our Equipment
12.3.5 Respecting Intellectual Property Rights
12.3.6 Paying Attention to Cultivating Personnel
References

作者介绍


文摘


序言



《绿色微纳电子学:可持续未来的基石》 引言: 在科技飞速发展的今天,电子产品已渗透到我们生活的方方面面。然而,伴随而来的是电子废弃物的激增、能源消耗的巨大以及对环境的潜在危害。我们迫切需要一种新的电子学范式,一种能够将高性能与环境可持续性完美融合的范式。《绿色微纳电子学:可持续未来的基石》正是应运而生,它不仅是一本介绍微纳电子学前沿理论与技术的著作,更是一份关于如何构建更清洁、更节能、更负责任的电子世界的技术蓝图。本书深入探讨了从材料选择到器件设计,再到制造工艺和系统集成,每一个环节如何实现“绿色化”,旨在为科学家、工程师、政策制定者以及所有关注可持续发展的读者提供一个全面而深刻的视角。 第一部分:绿色材料的创新与应用 本书的开篇,我们将目光聚焦于绿色电子学的核心——可持续的电子材料。传统电子工业高度依赖稀缺且对环境有害的材料,如铅、镉、砷等。《绿色微纳电子学》则系统性地介绍了下一代绿色电子材料的研究进展和应用前景。 无铅与低毒化材料: 我们将深入探讨在半导体制造中替代铅基焊料的替代品,例如银基焊料、铜基焊料及其合金。同时,本书还将详细介绍用于封装和互连的低毒性聚合物和陶瓷材料,以及它们在提高可靠性和环境友好性方面的优势。读者将了解到如何利用这些新材料,大幅减少电子产品生命周期内的有害物质释放。 可再生与生物可降解材料: 这是一个极具前瞻性的领域。本书将详细阐述基于天然聚合物(如纤维素、淀粉衍生物、壳聚糖)和生物基化合物(如木质素、咖啡渣)开发的新型柔性电子基板和导电材料。读者将了解这些材料如何实现电子产品的“即用即弃”或在自然环境中快速降解,从而根本上解决电子废弃物的问题。此外,书中还会探讨使用可再生资源(如太阳能、风能)通过生物质转化合成电子化学品的可行性。 新型半导体材料: 除了传统的硅,本书将重点介绍如氧化物半导体(如IGZO)、有机半导体、钙钛矿材料以及二维材料(如石墨烯、二硫化钼)在绿色电子学中的应用。我们将分析这些材料在低功耗器件、透明电子、柔性电子等领域的独特优势,以及它们如何降低制造过程的能耗和对环境的影响。例如,有机半导体在较低温度下即可加工,大大减少了能源消耗,同时它们的合成过程也更加环保。 高效能源采集与存储材料: 绿色电子学不仅关注器件本身,还关注其能源供给。本书将深入研究高效太阳能电池材料(如更稳定的钙钛矿、量子点太阳能电池),以及新型固态电池、超级电容器材料(如石墨烯基电极、聚合物电解质)。这些材料的发展将为自主供电的物联网设备和低能耗电子产品提供关键支撑。 第二部分:节能型器件设计与优化 在材料的基础上,《绿色微纳电子学》进一步探讨了如何通过创新的器件设计来最大限度地降低能源消耗。 低功耗晶体管技术: 本部分将详细介绍超越传统CMOS的下一代晶体管技术,包括穿隧场效应晶体管(TFET)、负电容场效应晶体管(NCFET)、自反偏栅场效应晶体管(BJT-like FET)等。这些器件通过突破亚阈值摆幅的物理极限,实现极低的漏电流和更快的开关速度,从而显著降低静态和动态功耗。我们将分析其工作原理、设计挑战以及潜在的应用场景,例如在物联网传感器节点和边缘计算设备中。 忆阻器与类脑计算: 模拟人类大脑的工作原理是实现超低功耗计算的另一条重要途径。本书将深入阐述忆阻器(Resistive RAM, ReRAM)的工作机理及其在构建非冯·诺依曼架构(如存内计算)中的作用。通过将存储和计算功能集成在一起,可以大幅减少数据传输带来的能耗。读者将了解到忆阻器如何实现高密度存储、快速读写,以及在人工智能和机器学习硬件加速器中的巨大潜力,并探讨其绿色制造工艺。 柔性与可拉伸电子器件: 随着可穿戴设备和柔性显示技术的兴起,对柔性与可拉伸电子器件的需求日益增长。本书将介绍如何利用导电聚合物、金属纳米线、碳纳米管和石墨烯等材料,制造具有优异机械性能和电学性能的柔性晶体管、传感器和显示单元。我们将分析这些器件在降低功耗、减少制造过程中的能源需求以及延长产品使用寿命方面的优势,例如它们可以被集成到衣物或人体皮肤上。 高效功率电子器件: 功率电子器件在能源转换和管理中扮演着关键角色。本书将聚焦于宽禁带半导体材料(如氮化镓GaN、碳化硅SiC)在功率器件中的应用。这些材料具有更高的击穿电压、更低的导通电阻和更快的开关速度,能够实现更高效率的电源转换,从而减少能源损耗。我们将详细介绍基于GaN和SiC的MOSFET、IGBT等器件的设计、制造和在电动汽车、可再生能源并网等领域的应用。 第三部分:可持续制造工艺与循环经济 即使是最绿色的材料和器件,如果制造过程能耗巨大、污染严重,也无法真正实现可持续。《绿色微纳电子学》将目光投向了电子产品的全生命周期,提出了可持续制造的解决方案。 低能耗与水资源节约型制造工艺: 本部分将介绍先进的半导体制造技术,如何通过优化工艺参数、采用更先进的光刻技术(如EUV光刻),以及推广水循环利用、溶剂回收等措施,来降低制造过程中的能源消耗和水资源消耗。例如,我们将探讨“干法”工艺(如等离子体蚀刻)的优势,以及如何减少化学品的使用量。 印刷电子与增材制造: 印刷电子技术,包括喷墨打印、丝网印刷等,为低成本、低能耗、大规模生产的电子器件提供了可能。本书将深入介绍基于导电油墨(如银纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯分散液)的印刷电子技术,及其在柔性显示、RFID标签、传感器等领域的应用。同时,增材制造(3D打印)技术在电子制造中的应用,如直接打印电路、定制化电子器件,也能够减少材料浪费和优化生产流程。 电子废弃物回收与再利用: 电子废弃物是当前面临的严峻挑战。本书将详细探讨先进的电子废弃物回收技术,包括物理分离、化学浸出、生物冶金等方法,以高效回收其中有价值的金属(如金、银、铜、稀土元素)和半导体材料。同时,还将介绍如何对回收材料进行再加工,使其能够重新用于制造新的电子元器件,形成闭环的循环经济模式。 生命周期评估(LCA)与标准化: 为了更科学地评估电子产品的环境影响,本书将介绍生命周期评估(LCA)的方法论,并讨论如何在电子产品设计、制造和回收的各个阶段应用LCA。此外,还将探讨制定和推广绿色电子产品相关标准的重要性,以引导行业向更可持续的方向发展。 第四部分:绿色电子系统的集成与未来展望 最后,《绿色微纳电子学》将视角拓展到整个电子系统的集成层面,并对绿色电子学的未来发展进行展望。 低功耗系统架构与通信: 本部分将探讨如何在微处理器、存储器、传感器等各级硬件层面进行优化,以实现整体系统的低功耗。例如,我们将介绍事件驱动的计算模型、数据压缩技术、以及低功耗无线通信协议(如BLE, LoRa)在物联网中的应用。 绿色软件设计与算法优化: 软件同样是影响能耗的重要因素。本书将讨论如何设计更节能的算法,优化代码执行效率,以及利用云计算和边缘计算的协同作用,降低整体计算系统的能耗。 AI与绿色电子学的协同发展: 人工智能在推动绿色电子学发展中扮演着双重角色。一方面,AI可以用于加速新材料的发现、优化器件设计和制造工艺;另一方面,AI的广泛应用也带来了巨大的能耗。本书将探讨如何通过AI驱动的能效优化技术,例如智能电源管理、预测性维护,来降低AI本身带来的能耗。 面向未来的绿色电子学: 本书将对绿色电子学未来的发展趋势进行预测,包括生物电子学、量子电子学与绿色理念的融合,以及跨学科合作在解决复杂环境问题中的作用。我们将描绘一个由绿色微纳电子学驱动的,更加可持续、更加智能、更加和谐的未来。 结论: 《绿色微纳电子学:可持续未来的基石》不仅仅是一本技术手册,它更是一份关于责任与创新的宣言。本书旨在唤醒读者对电子产业环境影响的深刻认识,并提供切实可行的技术路径,指引我们走向一个更加绿色、更加可持续的电子未来。本书汇集了当前绿色微纳电子学领域的最新研究成果和前沿思想,为相关领域的科研人员、工程师、学生以及政策制定者提供了宝贵的参考价值,共同为构建一个更美好的地球贡献力量。

用户评价

评分

这本书的封面设计得非常有吸引力,那种深邃的墨绿色调搭配着极细的白色字体,给人的感觉既专业又带有一丝神秘感,一下子就抓住了我对微纳电子领域的兴趣。我记得当时在书店里翻看的时候,首先注意到的是它的目录结构,非常清晰地划分了从基础理论到前沿应用的各个模块。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的类比手法,比如将量子隧穿效应比作“穿越一堵看不见的墙”,这种方式让原本晦涩的物理概念变得生动易懂。对于初学者来说,这本书无疑是一座宝库,它没有急于抛出复杂的数学公式,而是循序渐进地搭建知识框架。我尤其喜欢其中关于半导体材料特性的那一章,作者详细对比了硅基、III-V族以及二维材料在电子器件中的优缺点,分析得鞭辟入里,让我对不同材料体系下的器件性能限制有了更深刻的理解。而且,书中穿插了许多历史性的发展脉络,让我明白这些技术的突破并非一蹴而就,背后凝聚了多少代科学家的心血,这在很多技术手册中是很难见到的深度和温度。读完第一部分,我就有种感觉,这本书不仅仅是知识的堆砌,更像是一次精心策划的学术旅程的向导,引导着读者去探索半导体世界的微观奥秘。

评分

这本书的阅读体验与其说是在学习一本教科书,不如说是在与一位经验丰富的导师进行深度对话。它的行文风格非常注重逻辑的严密性和论证的完整性。举例来说,在讨论互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的发展瓶颈时,作者没有简单地停留在摩尔定律的放缓上,而是深入剖析了功耗密度、热管理以及量子效应在亚10纳米节点上的多重挑战,并配上了详尽的图表来佐证其观点。我尤其赞赏其中关于新型存储器技术,如相变存储器(PCM)和电阻式随机存取存储器(RRAM)的探讨。作者没有采用那种肤浅的罗列介绍,而是深入挖掘了它们的工作机理、可靠性问题以及与SRAM/DRAM的性能权衡,甚至探讨了它们在非易失性逻辑电路中的潜力。对我这种长期在IC设计领域摸爬滚打的人来说,这些深入到材料-器件-电路层面的交叉分析,提供了极高的参考价值。它迫使我跳出固有的设计思维定式,去思考如何从最底层的物理限制出发,寻找突破口。这本书的深度,绝对不是入门读物可以比拟的,它更像是为研究生和资深工程师准备的“进阶指南”。

评分

坦白说,这本书的装帧和印刷质量简直是业界典范。纸张的选择非常考究,那种略带哑光的质感,使得即便是长时间面对密密麻麻的电路图和能带结构图,眼睛也不会感到明显的疲劳。这对于需要反复研读和对照查阅的技术书籍来说至关重要。我注意到,书中所有的插图,尤其是那些复杂的横截面示意图和电荷分布图,线条都极其锐利清晰,没有出现任何模糊或套色的问题,这极大地提高了阅读效率。另外,书中的参考文献引用部分做得非常扎实,每章末尾列出的文献列表涵盖了从经典论文到近五年来的顶级会议(如ISSCC、VLSI Symposium)的成果,显示出作者紧跟学术前沿的努力。我曾根据书中提到的一个关于FinFET静电控制效率的最新研究,去查阅了原论文,发现书中的总结和提炼非常精准到位。这种对细节的极致追求,让这本书不仅仅是一本知识的载体,更像是一件精致的工艺品,体现了出版商和作者对知识的尊重。

评分

这本书给我的最深刻印象是它所展现出的跨学科视野,它成功地将微电子学这门传统上偏向工程和物理的学科,与新兴的生物电子学和柔性电子学进行了富有创意的融合。例如,书中有一章专门讨论了基于纳米晶体的发光器件在生物传感和体内成像中的应用潜力,它详尽地阐述了如何利用半导体材料的带隙工程来实现对特定生物标志物的敏感检测。这种前瞻性的内容设置,让人看到了微电子技术未来广阔的应用前景,而不仅仅局限于传统的计算和存储领域。此外,书中对下一代超低功耗器件的讨论,也颇具洞见。它不仅提到了碳纳米管FET和二维材料FET的结构,还着重分析了它们在解决“亚阈值摆幅”(SS)限制方面所面临的实际制造挑战,比如接触电阻和掺杂不均匀性。这种务实与理想相结合的讨论方式,让我体会到技术从实验室走向量产的艰辛与复杂性。这本书无疑拓宽了我对“电子学”边界的认知,让我认识到半导体物理正在以前所未有的速度渗透到生命科学和新材料科学的核心领域。

评分

我发现这本书的语言风格在不同的章节之间存在着一种微妙的动态平衡,这可能正是为了适应其广泛的受众群体。在介绍基础概念时,它的叙述如同一位耐心的高中物理老师,简洁明了,充满启发性,避免了不必要的术语堆砌,确保了知识的有效传递。然而,一旦进入到高级主题,比如高频器件的噪声模型建立或者先进工艺节点的版图设计规则时,它的语言立刻变得严谨而精确,充满了工程界的“黑话”和规范表达,要求读者必须具备一定的专业背景才能完全领会其深意。我尤其欣赏作者在解释复杂的半导体器件模型时所展现出的数学功底和物理直觉的完美结合。作者能够清晰地展示出模型是如何从连续介质近似一步步收敛到实际器件行为的,这种“从第一性原理出发”的论证过程,让人对模型的局限性和适用范围有了更清晰的认识。总而言之,这本书的写作手法非常高明,它既能作为坚实的理论基石,又能在需要时迅速切换到前沿技术探讨的快车道上,适应性极强。

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