光电材料与器件测试评估技术 9787564514884 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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乔建良 著

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出版社： 郑州大学出版社

ISBN：9787564514884

商品编码：29746557264

包装：平装

出版时间：2014-09-01

图书基本信息
图书名称	光电材料与器件测试评估技术	作者	乔建良
定价	19.50元	出版社	郑州大学出版社
ISBN	9787564514884	出版日期	2014-09-01
字数		页码	192
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

《光电材料与器件测试评估技术》根据W．E．Spicer提出的光电发射的“三步模型”，详细分析了NEAGaN光电阴极从光电子的激发、体内到表面的输运、到穿越表面势垒逸出、到真空的全过程，导出了光电子隧穿阴极表面势垒的透射系数。通过求解非平衡载流子的扩散方程导出了反射式NEAGaN光电阴极的量子效率公式。结合阴极的激活过程及充分激活后的NEA特性，给出了NEAGaN光电阴极铯（Cs）氧（O）激活后的表面模型：O-Cs。

作者简介

目录

章 绪论 1.1 光电效应及其发展简史 1.2 GaN光电阴极概述 1.2.1 NEA光电阴极的发现 1.2.2 NEA GaN光电阴极的提出 1.2.3 GaN晶体的生长技术 1.2.4 GaN基固体探测器件的研究现状 1.2.5 CaN基真空探测器件的研究现状 1.3 GaN光电阴极的应用 1.3.1 在紫外探测领域的应用 1.3.2 在真空电子源中的应用 1.4 光敏电阻测试技术概述 1.5 本书主要内容及意义 1.5.1 本书主要内容 1.5.2 本书意义 第2章 GaN光电阴极光电发射理论 2.1 GaN晶体概述 2.1.1 GaN的晶格结构和主要参数 2.1.2 GaN晶体的特性及能带结构 2.1.3 GaN晶体的本征载流子浓度 2.2 GaN光电阴极的光电发射机制概述 2.3 GaN光电阴极的结构以及工作模式 2.4 GaN光电阴极光电发射过程 2.4.1 光电子激发 2.4.2 光电子往阴极表面的输运 2.4.3 光电子隧穿表面势垒 2.5 反射模式GaN光电阴极的量子效率表达式 2.6 透射模式NEA GaN光电阴极的量子效率表达式 2.7 GaN光电阴极表面模型 2.7.1 CaAs光电阴极表面模型的回顾 2.7.2 GaN光电阴极表面模型：0-Cs 2.7.3 GaN光电阴极表面模型：0-Cs的讨论 2.8 本章小结 第3章 GaN光电阴极制备技术 3.1 引言 3.2 激活评估实验系统简介 3.2.1 超高真空激活系统 3.2.2 NEA光电阴极的多信息量在线测控系统 3.2.3 表面分析系统 3.3 GaN光电阴极表面的净化 3.3.1 化学清洗工艺 3.3.2 加热净化工艺 3.4 激活实验 3.4.1 Cs激活 3.4.2 Cs／O激活 3.5 GaN光电阴极激活机制 3.5.1 激活过程中光电流变化分析 3.5.2 激活过程中电子亲和势变化分析 3.5.3 利用表面模型分析激活机制 3.6 本章小结 第4章 GaN光电阴极光谱响应 4.1 引言 4.2 光谱响应测试的原理 4.3 紫外光谱响应测试仪简介 4.4 GaN光电阴极光谱响应测试 4.4.1 反射式NEA GaN光电阴极光谱响应曲线特点 4.4.2 反射式NEA GaN光电阴极光谱响应曲线讨论 4.4.3 影响反射式NEA GaN光电阴极量子产额的因素 4.4.4 透射式NEA GaN光电阴极光谱响应 4.4.5 反射式和透射式NEA GaN光电阴极光谱响应对比 4.5 本章小结 第5章 NEA GaN光电阴极的稳定性 5.1 引言 5.2 GaN光电阴极的稳定性实验 5.2.1 GaN光电阴极稳定性实验介绍 5.2.2 GaN光电阴极稳定性实验讨论 5.3 GaN光电阴极量子效率曲线的衰减 5.3.1 量子效率衰减的实验 5.3.2 量子效率曲线的衰减结果分析与讨论 5.4 GaN光电阴极量子效率曲线的恢复 5.4.1 GaN光电阴极重新进Cs激活 5.4.2 GaN光电阴极重新进cs激活结果讨论 5.5 本章小结 第6章 光敏电阻检测装置设计方案 6.1 光敏电阻简介 6.1.1 光敏电阻型号命名方法 6.1.2 光敏电阻的主要参数及其基本特性 6.2 光敏电阻检测装置设计的总体框图 6.3 数据采集模块 6.4 数据采集模块单片机和计算机的usB通信 6.5 驱动程序的开发 6.6 PC机应用程序的设计及光敏电阻分挡信息的显示 第7章 光敏电阻检测装置硬件设计 7.1 光源 7.2 数据采集模块 7.2.1 AT89C52介绍 7.2.2 AD574介绍 7.2.3 看门狗电路 7.2.4 分检显示电路的设计 7.3 数据采集模块单片机和计算机的USB通信 7.3.1 USB概述 7.3.2 USB的优点 7.3.3 USB通信模型 7.3.4 USB电气特性 7.3.5 USB总线数据传输信息包分析 7.3.6 USB总线接口设备的开发 7.3.7 USB数据传输接口模块电路原理图 7.3.8 USB接口芯片PDIUSBD12 7.3.9 双端口RAM芯片CY7C136 第8章 光敏电阻检测装置软件设计 8.1 数据采集模块软件设计 8.1.1 接收PC主机的采样命令 8.1.2 执行测试命令进行采样并存储结果 8.1.3 将采样数据写入到双口RAM中 8.1.4 数据采集模块主程序 8.2 USB数据传输接口模块软件设计 8.2.1 USB数据传输接口模块数据传输协议 8.2.2 USB接口模块向数据采集模块发送命令及检测结果数据帧过程 8.2.3 数据采集模块单片机向USB接口单片机发送采样数据帧过程 8.2.4 USB接口单片机程序 8.3 驱动程序的开发 8.3.1 USB总线驱动程序的特点 8.3.2 驱动程序模型WDM简介和开发工具选择 8.3.3 USB设备驱动程序设计 8.3.4 USB驱动程序的调试和安装 8.4 上位机应用软件的设计 8.4.1 关于EasyD12库的使用 8.4.2 上位PC机与USB通信模块之间数据传输协议 8.4.3 上位机应用程序的编写 第9章 总结与展望 9.1 工作总结 9.2 关于USB接口的开发 9.2.1 固件编程 9.2.2 传输速度 9.3 印刷电路板设计 9.3.1 印刷电路板的器件布局和尺寸 9.3.2 地线和电源线设计 9.3.3 去耦电容的配置 9.3.4 晶振电路的设计 9.4 抗干扰措施 9.4.1 硬件措施 9.4.2 软件措施 9.5 有待进一步探索的问题 参考书目

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文摘

序言

光电材料与器件测试评估技术 深入探索光电材料与器件的奥秘，掌握前沿的测试评估方法，赋能创新与发展 光电材料与器件，作为现代科技发展的重要基石，其应用领域已深入渗透到信息通信、能源转化、生物医学、国防军工等国民经济的各个层面。从高清显示屏到高效太阳能电池，从先进的传感器到光刻技术，光电材料与器件的性能直接决定了相关技术的进步速度和应用水平。而要实现这些前沿技术的突破与产业化，精确、可靠的测试评估技术是不可或缺的驱动力。 本书正是聚焦于这一关键领域，旨在为广大从事光电材料与器件研发、生产、应用及教学科研的专业人士，提供一套系统、全面、深入的测试评估技术指南。我们不仅深入剖析了各类主流光电材料的特性与机理，更详尽阐述了其对应的关键器件的测试方法与评估标准。本书的出发点，是帮助读者建立起对光电材料与器件测试评估的深刻理解，掌握实用、先进的测试技术，从而有效地优化产品性能，提升产品质量，加速技术创新，并在激烈的市场竞争中占据有利地位。 本书内容涵盖以下核心章节，层层递进，由浅入深： 第一部分：光电材料基础与性能表征 本部分首先为读者构建坚实的光电材料基础知识体系。我们将从光电效应的基本原理出发，深入讲解光与物质相互作用的物理机制，包括光的吸收、发射、散射、折射、反射等基本现象，以及这些现象在不同材料体系中的具体表现。 接着，我们将聚焦于各类主流光电材料的分类、结构与特性。这包括但不限于： 半导体材料： 硅、锗、砷化镓、氮化镓等，重点介绍其能带结构、载流子动力学、掺杂效应等，这些是理解半导体光电器件性能的基础。 有机光电材料： 有机半导体、染料、荧光/磷光材料等，讨论其分子结构、π电子共轭体系、激子形成与湮灭过程，这些在OLED、有机太阳能电池等领域至关重要。 量子点材料： 阐述量子尺寸效应，讨论其尺寸依赖的光学与电学特性，以及在显示、照明、生物成像等领域的应用潜力。 钙钛矿材料： 介绍其独特的晶体结构与优异的光电性能，分析其在太阳能电池、LED等领域的突破性进展。 其他新兴光电材料： 如二维材料（石墨烯、过渡金属硫化物）、纳米线、光子晶体等，展望其在未来光电技术中的发展前景。 在掌握了材料的基本特性后，本书将重点介绍光电材料的各项关键性能表征方法。这些方法是量化评估材料好坏、理解其工作机理的根本手段： 光学性能表征： 吸收光谱与透射光谱： 测量材料对光的吸收和透过能力，揭示其带隙、吸收边缘等关键参数。 反射光谱： 分析材料表面的光反射特性，与吸收光谱结合使用，提供更全面的光学信息。 光致发光（PL）谱： 研究材料在光激发下的发光特性，测量发光强度、峰位、半高宽、寿命等，用于评估发光效率、缺陷水平等。 拉曼光谱（Raman Spectroscopy）： 分析材料的分子振动模式，识别材料成分、晶体结构、应力等。 椭圆偏振光谱（Ellipsometry）： 精确测量材料的光学常数（折射率、消光系数）和厚度，是薄膜材料表征的重要手段。 电学性能表征： 伏安特性（I-V特性）测量： 研究材料或器件的电流-电压关系，分析其导电行为、电阻、击穿电压等。 载流子浓度与迁移率测量： 通过霍尔效应（Hall Effect）等方法，确定材料中载流子的类型、浓度及运动能力，这是影响器件导电性的关键参数。 电导率测量： 量化材料的导电能力。 介电常数测量： 对于绝缘材料和电容器件尤为重要。 形貌与结构表征： 扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）： 提供材料的微观形貌、晶粒尺寸、晶界结构、表面形貌等高分辨率图像。 原子力显微镜（AFM）： 测量材料表面的三维形貌、粗糙度、高度等，特别适用于纳米材料和薄膜表面分析。 X射线衍射（XRD）： 分析材料的晶体结构、物相组成、晶格参数、结晶度等，是材料定性定量分析的经典方法。 X射线光电子能谱（XPS）： 揭示材料表面的元素组成、化学态、价态等信息，对于表面处理、界面分析至关重要。 第二部分：关键光电器件的测试评估技术 在掌握了光电材料的表征方法后，本书将深入到具体的光电器件及其测试评估技术。我们选取了当前应用最广泛、最具代表性的几类光电器件，对其工作原理、关键参数以及测试方法进行详细阐述。 半导体光电器件： 光探测器与光电二极管： 讲解光电导效应、光伏效应，重点介绍响应速度、量子效率（外量子效率EQE、内量子效率IQE）、信噪比（SNR）、噪声等效功率（NEP）、比探测度（D）等关键性能指标的测试方法。涉及的器件类型包括PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、光电倍增管（PMT）等。 发光二极管（LED）： 聚焦于发光效率（外部光效Luminous Efficacy、内部量子效率IQE）、色温、显色指数（CRI）、亮度、寿命等参数的测试。探讨不同封装形式和应用场景下的测试要求。 激光器： 介绍激光器的阈值电流、输出功率、光谱线宽、光束质量、稳定性等关键参数的测量方法。 太阳能电池： 详细阐述太阳能电池的能量转换效率（PCE）的测试方法，包括标准测试条件（AM1.5G光谱、25°C、1000W/m²）、开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）、填充因子（FF）的测量。同时探讨失配损失、长期稳定性测试等。 显示器件： 液晶显示器（LCD）与有机发光二极管（OLED）显示器： 侧重于显示图像质量的评估。包括亮度、对比度、色彩饱和度、色域（NTSC、sRGB、Adobe RGB、DCI-P3）、视角、响应时间、均匀性、功耗、寿命等指标的测试。会介绍相关的显示测试仪、色度计、亮度计等设备的使用。 微显示器技术： 如DLP、LCOS等，讨论其分辨率、亮度、对比度、刷新率等。 光传感器与成像器件： CMOS与CCD图像传感器： 介绍感光度（ISO）、动态范围、信噪比、读出噪声、暗电流、像素缺陷、畸变、MTF（调制传递函数）等性能指标的测试与评估。 其他传感器： 如光敏电阻、光电开关等，根据其工作原理介绍相应的灵敏度、响应时间、阈值等测试。 光通信器件： 光纤： 介绍光纤的损耗（衰减）、色散（模间色散、波导色散）、带宽、模式场直径、数值孔径等参数的测量。 光调制器与光检测器： 聚焦于调制深度、误码率（BER）、眼图（Eye Diagram）、插入损耗、回波损耗等关键参数的测试。 第三部分：先进测试技术与发展趋势 为了适应光电技术快速发展的需求，本书的第三部分将视野拓展到先进的测试技术和未来的发展趋势。 集成与系统级测试： 随着光电器件向集成化、系统化发展，将介绍如何进行多功能集成器件的协同测试，以及如何构建光电集成系统的测试平台。 在线与无损检测技术： 探讨如何在生产过程中或不破坏器件完整性的前提下进行质量检测，如光谱成像、热成像、超声波检测等在光电器件检测中的应用。 仿真与建模在测试评估中的应用： 介绍如何利用仿真软件（如COMSOL, Lumerical, Sentaurus等）模拟器件性能，辅助实验设计，优化测试策略，并与实验结果进行比对验证。 自动化与智能化测试： 讲解如何利用自动化测试系统（ATE）提高测试效率和数据精度，以及如何引入人工智能（AI）和机器学习（ML）技术，实现测试数据的智能分析、故障诊断和性能预测。 标准与认证： 介绍国内外在光电材料与器件测试评估领域的重要标准（如IEC, IEEE, ISO等），以及相关的产品认证流程，帮助读者了解行业规范和准入要求。 未来发展趋势展望： 预测下一代光电材料与器件的发展方向，以及与之配套的测试评估技术将面临的挑战与机遇，例如对高频、高功率、极端环境下光电器件的测试需求，以及量子信息、生物光子学等新兴领域的测试方法。 本书的特点： 系统性与全面性： 覆盖了从基础材料到具体器件，再到先进技术的完整技术链条。 理论与实践相结合： 既讲解了深厚的理论基础，又提供了大量实用的测试方法和实验指导。 前沿性与实用性： 紧密跟踪光电领域的最新进展，所介绍的技术均是当前行业内广泛应用或极具发展潜力的方法。 图文并茂： 配备丰富的示意图、实验照片、测试谱图，帮助读者更直观地理解复杂的概念和技术。 面向读者广泛： 无论是初入此领域的研究生、工程师，还是经验丰富的科研人员，都能从中获得有价值的知识和启发。 本书的最终目标，是赋能读者掌握一套科学、有效的测试评估工具箱，能够独立、精准地评估光电材料与器件的性能，从而在科研创新、产品开发、质量控制等各个环节做出更明智的决策，为推动光电产业的蓬勃发展贡献力量。我们相信，通过深入研读本书，您将能更深刻地理解光电世界的奥妙，并为未来的技术突破奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本大部头的专业书籍，其价值往往体现在对细节的极致打磨上。我花了大量时间去研究其中关于测量不确定度评估的部分，这部分内容往往是许多教材中一带而过的难点。这本书却用近百页的篇幅，系统地阐述了从A类不确定度到B类不确定度的全面计算流程，并且结合了ISO/BIPM指南的最新要求，给出了多个实例，甚至涵盖了复杂多参数测量系统中的相关性处理。坦白说，过去我在做项目报告时，总是对不确定度的描述含糊其辞，直到拜读了此书，我才真正理解了每一个误差来源背后的物理意义。它的严谨性体现在每一个小数点和每一个单位的标注上，这种对科学精确性的执着，使得这本书成为了一本可以信赖的“案头宝典”，每当我需要进行高标准的质量控制或仲裁性测试时，我都会毫不犹豫地翻开它来核对流程。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的整体编排结构感到非常赞赏，它体现了一种极高的专业素养和逻辑严密的思维方式。全书的逻辑线索非常清晰，从基础的光电物理原理回顾，到测试设备的选型与校准，再到特定器件的性能指标获取，最后落脚于数据的统计分析与可靠性预测，层层递进，环环相扣。我尤其喜欢作者在每一章节末尾设置的“思考与拓展”栏目，这些小节往往会抛出一些开放性的、具有前瞻性的问题，引导读者跳出既定的测试规范，去思考未来可能出现的测试挑战，例如极端环境下的性能评估，或者非接触式快速检测方法的潜力。这种“授人以渔”的教学思路，远比简单灌输知识点来得有价值。它培养的不仅仅是操作技能，更是一种对测试评估工作本质的深刻理解和批判性思维。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着非常功利的心态开始接触这本书的，因为我手头上正赶着一个关于柔性光伏模组寿命评估的项目，急需一套权威且实用的方法论支撑。这套书的第三章内容简直是为我量身定制。它对老化加速模型的建立给出了非常细致的论述，特别是针对不同应力源（如湿热、紫外辐照、机械疲劳）之间的耦合效应分析，提出了一个多因子交互模型，这一点在其他同类文献中是很少见到的细致程度。更让我感到惊喜的是，它并非只停留在理论层面，书中穿插了大量的实际案例分析，用真实的数据曲线来佐证其模型的有效性。我甚至根据书中的建议，调整了我正在使用的环境模拟舱的参数设置，初步来看，数据的重复性和可信度有了显著的提高。对于我们这些一线研发人员来说，这种“学了就能用，用了就能见效”的实操性，是衡量一本专业书籍价值的核心标准，而这本书在这方面无疑是超额完成任务的。

评分☆☆☆☆☆

从一个更宏观的角度来看，这本书的视野并不仅仅局限在实验室的“一亩三分地”。它成功地将晦涩的工程技术语言，转化成了可以被跨专业人士理解的通用交流平台。书中关于测试数据与商业决策链条的关联分析，让我耳目一新。作者强调，测试评估的目的绝不仅仅是验证产品是否合格，更深层次的是为产品迭代提供关键反馈，并直接影响到供应链的风险管理和市场定价策略。例如，书中关于“失效模式与影响分析（FMEA）”在测试策略制定中的前置作用的论述，就清晰地展示了测试如何从“事后验证”升级为“事前预防”。这本书不仅教会了我如何精确地测量光电器件的性能，更重要的是，它提升了我对整个产品生命周期管理中测试环节战略地位的认识，让我意识到，测试评估是连接基础科研与市场化应用之间最关键的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本新近拿到的书，光是封面设计就透着一股严谨的气息，但当我真正沉下心来翻阅，才发现它远不止于此。我原本以为这会是一本充满晦涩公式和枯燥实验流程的工具书，毕竟书名听起来就相当专业。然而，引人入胜的叙述方式很快打破了我的刻板印象。作者在开篇就构建了一个宏大的技术图景，将光电器件的“诞生”与“终结”串联起来，让人对整个测试评估体系的重要性有了更深层次的理解。尤其让我印象深刻的是它对前沿技术趋势的把握，比如在探讨某些新型半导体材料的稳定性测试时，书中没有简单罗列标准，而是深入剖析了当前行业面临的瓶颈，并提出了几套极具创新性的解决方案框架。阅读过程中，我时不时地会停下来，对着书中的图表和流程图反复揣摩，它们不仅清晰地展示了复杂的测试步骤，更重要的是，它们帮助我构建了一个结构化的思维模型，这对于日常工作中处理突发的技术难题非常有指导意义。这本书的深度和广度，让它超越了一般的教科书范畴，更像是一位资深专家手把手的行业洞察分享。