硅星球:微电子学与纳米技术革命 9787542855558 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美约翰.D.克雷斯勒 著

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• 微电子学
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• 集成电路
• 材料科学
• 电子工程
• 科技前沿
• 科普读物
• 技术革命
• 硅材料

店铺： 韵读图书专营店

出版社： 上海科技教育出版社

ISBN：9787542855558

商品编码：29866823676

包装：平装-胶订

出版时间：2012-12-01

图书基本信息
图书名称	硅星球:微电子学与纳米技术革命	作者	(美)约翰.D.克雷斯勒
定价	88.00元	出版社	上海科技教育出版社
ISBN	9787542855558	出版日期	2012-12-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装-胶订
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

我们正处在有史以来*能改变人类生活的技术革命漩涡的中心。60年在人类历史上只是一瞬间。在*近的这60年中一个技术发现引发了百舸争流，随之产生了遍布全球的一系列变革，带给人类的冲击。这些变革在全球范围内，持续加速改变着人类生存方式的基本核心。更重要的是，这些变革还仅仅处在初期阶段！《硅星球：微电子学与纳米技术革命》介绍了微电子学和纳米技术的一般知识和工程基础，并探讨了这场新的科技革命正如何在各学科领域甚至整个人类文明中引起广泛的变革。《硅星球：微电子学与纳米技术革命》使用浅显易懂的语言，浅明的数学知识，将众多微电子和纳米科学的神奇之处展现出来，包括半导体、晶体管、集成电路、光导纤维、手机、电子邮件、数字电视、纳米机器人等等，读者即使只有很少甚至没有技术背景，也可以顺利阅读。《硅星球：微电子学与纳米技术革命》在附录中还补充了基本的物理和电气工程知识，可供需要的读者查阅。

作者简介

约翰·D.克雷斯勒，（JohnD.Cressler），美国佐治亚理工学院电子和计算机工程专业的拜尔斯讲席教授（KenByersProfessor）。1990年在纽约哥伦比亚大学获得应用物理学博士学位。曾在IBM的托马斯·J.沃森研究中心工作8年。目前他的研究集中在开发下一代高速电子元件。已出版的著作有《硅锗异质结双极晶体管》（SiliconGermaniumHeterojunctionBiplarTransistor，2003）、《重塑青少年：培养青少年个性的高雅艺术》（ReinventingTeenagers：TheGentleArtofInstillingCharacterinOurYoungPeople，2004）、《硅异质结手册：材料、制作、器件、电路以及硅锗和硅应变层外延附生的应用》（Silicon，HeterostructureHandbook：Materials，Fabrication，Devices，Circuits，andApplicationofSiGeandSiStrainedLayerEpitaxy，2006）等。他2001年被选为IEEE会员，并因在教学和研究领域成就斐然而获得多个奖项。

目录

对本书的评价 内容提要 作者简介 前言 章　 通信革命 第二章　 尺度问题 第三章　 部件解构1：手机 第四章　 数不胜数的传记：微电子学简史 第五章　 半导体组件简介 第六章　 部件解构2：USB闪存驱动器 第七章　 大厦：微纳电子制造 第八章　 晶体管简介349第九章 微型工具和玩具：微纳机电系统和生物微机电系统 第十章　 部件解构3：全球定位系统 第十一章　 让光明普照世界：光子学的光明世界 第十二章　 纳米世界：亦真亦幻 第十三章　 风云际会：社会变革与精神食粮 附录 参考文献

编辑推荐

文摘

序言

《硅晶体的黎明：物质的微观尺度与未来的无限可能》 引言： 我们生活在一个前所未有的技术飞速发展的时代，而这一切的根源，深深植根于对物质微观世界的理解与操控。从智能手机中闪烁的芯片，到能够感知环境的传感器，再到未来可能实现的分子级医疗，人类文明的进步轨迹，正与物质最小单元的奥秘紧密相连。本书《硅晶体的黎明：物质的微观尺度与未来的无限可能》并非聚焦于某个特定的科学分支，而是以一种宏观的视角，审视人类探索微观世界、驾驭物质本质的漫长而辉煌的历程，以及由此引发的颠覆性变革。我们将一同穿越时空，探寻那些塑造了我们当下，并将定义我们未来的关键科学发现与技术突破。 第一章：洞察微观的开端——从原子到晶体管的曙光 人类对物质构成的探索，可追溯至古希腊哲学家们朴素的“原子论”猜想。然而，真正将这模糊的观念转化为科学的基石，则经历了漫长的化学和物理学发展。本书将追溯这一历程，从道尔顿的原子模型，到卢瑟福的原子核发现，再到玻尔的原子模型，逐步揭示了原子内部精妙的结构。 更重要的是，我们关注的是这些微观粒子如何组合，形成具有特定宏观性质的物质。特别是晶体材料，其规则有序的原子排列，赋予了它们独特的电学、光学和机械性能。在这其中，硅，作为地壳中最丰富的元素之一，因其半导体特性，成为了孕育现代电子工业的基石。 本书将详细阐述早期对半导体材料的研究，特别是对硅晶体特性的深入理解。我们不会止步于理论，而是将目光投向那些将科学发现转化为实用技术的先驱者。从锗到硅的转变，从点接触二极管到平面晶体管，每一次技术的迭代，都凝聚了无数科学家和工程师的心血。我们将深入剖析早期晶体管的工作原理，理解其如何实现电流的放大与开关，从而为电子信号的处理和存储奠定基础。这一时期，正是人类开始能够“控制”微观世界的微小开关，为信息时代的到来埋下了最关键的种子。 第二章：微型化的力量——集成电路的革命与摩尔定律的启示 一旦掌握了控制微观开关的能力，接下来的挑战便是如何将无数的开关集成到一块小小的芯片上。本书将深入探讨集成电路（IC）的发明如何彻底改变了电子产品的设计和制造。从最初的离散元件电路，到弗里曼·德雷蒙德、杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯等先驱者的贡献，我们得以一窥芯片制造的复杂而精妙的工艺。 本书将详细介绍光刻、蚀刻、薄膜沉积等核心微电子制造技术，解释它们如何将数百万甚至数十亿个晶体管精确地蚀刻到硅片上。我们将讨论“摩尔定律”，并非作为一条物理定律，而是作为一项技术发展趋势的强有力预测，分析其对行业产生的深远影响。摩尔定律所驱动的微型化浪潮，不仅仅是让电子设备越来越小，更是让它们越来越强大、越来越节能。 我们将探讨集成电路的演进，从早期的简单逻辑门，到复杂的微处理器、存储器和专用芯片。理解这些芯片是如何协同工作，处理和存储海量信息的。这将帮助读者认识到，我们今天使用的各种电子设备，无论是个人电脑、智能手机，还是高性能计算集群，其核心的计算能力，都来源于集成电路的微型化奇迹。本书将以生动的语言，描绘出集成电路从无到有，从小到大，再到无处不在的波澜壮阔的发展史。 第三章：超越极限的探索——纳米技术的崛起与物质的全新维度 当微电子技术不断向更小的尺度逼近时，一个全新的科学领域——纳米技术，开始崭露头角。本书将把读者带入这个原子和分子尺度上的“纳米世界”。我们将介绍纳米技术的基本概念，理解“纳米”所代表的尺度，以及在这个尺度上，物质的性质会发生怎样的奇特变化。 我们将探讨量子力学在纳米技术中的核心作用。例如，量子点、纳米线、二维材料（如石墨烯）的出现，它们展现出的新颖的电学、光学和催化性能，为解决传统材料的局限性提供了可能。本书将详细介绍这些纳米材料的制备方法，以及它们在各个领域的潜在应用，例如更高效的太阳能电池、更灵敏的生物传感器、更强大的催化剂，以及全新的电子和光学器件。 我们将深入研究“自组装”等纳米制造技术，以及扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）等纳米表征工具，它们是如何帮助科学家“看”到并“操纵”单个原子和分子的。本书将着重强调纳米技术如何与微电子技术相互促进，例如利用纳米技术制造更小的晶体管，或者将纳米材料集成到现有芯片中，以实现性能的飞跃。这将带领读者展望一个由纳米技术驱动的，充满无限可能的新时代。 第四章：未来的蓝图——微电子与纳米技术融合的无限前景 在深入理解了微电子和纳米技术各自的发展脉络之后，本书将聚焦于它们的深度融合所孕育出的未来图景。我们将超越当前的技术现状，展望那些正在孕育中，或者在不久的将来有望实现的颠覆性应用。 在计算领域，本书将探讨后摩尔定律时代的技术路径，例如三维集成、新型存储技术（如忆阻器），以及面向特定任务的专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）的进一步发展。我们还将展望量子计算的可能性，理解量子比特如何通过叠加和纠缠实现指数级的计算能力提升，以及它将如何颠覆密码学、材料科学和药物研发等领域。 在材料科学方面，本书将深入探讨纳米技术在设计和制造全新功能材料方面的潜力。从智能材料、自修复材料，到具有特定光学、电学和磁学性质的超材料，这些都将为工程、能源和医疗领域带来革命性的突破。 在生命科学领域，我们将探讨微电子与纳米技术在生物传感器、精准医疗、药物递送和基因编辑等方面的交叉应用。例如，微流控芯片如何实现高通量、低成本的生物检测；纳米机器人如何实现靶向药物递送和微创手术；纳米探针如何用于疾病的早期诊断和监测。 此外，本书还将触及人工智能（AI）与微电子技术的协同发展。强大的计算硬件是AI模型训练和运行的基础，而AI技术反过来也为微电子设计和制造过程提供了优化和加速的手段。我们将探讨AI在芯片设计中的应用，以及未来AI芯片的发展趋势。 结论： 《硅晶体的黎明：物质的微观尺度与未来的无限可能》并非一本纯粹的技术手册，而是一次关于人类智慧与探索精神的颂歌。本书通过梳理从原子论到纳米技术的科学发展脉络，展现了人类如何逐步洞察并驾驭物质最基本的构成单元。我们见证了微电子技术的飞速发展如何改变了社会的面貌，也预见了纳米技术与微电子学的深度融合将如何开启一个充满未知与惊喜的未来。 本书致力于激发读者对科学的好奇心，理解科学探索的艰辛与伟大。它告诉我们，每一次微观尺度的突破，都可能引发宏观世界的巨大变革。从一片平凡的硅晶体，到驱动整个数字世界的复杂芯片，再到能够操控原子分子的神奇纳米技术，人类的创造力在这条探索之路上，不断超越着自身的极限。 未来的世界，将是微观与宏观深度交织的世界。理解物质的微观尺度，掌握微电子与纳米技术的精髓，将是把握未来科技命脉的关键。本书希望成为读者理解这一伟大进程的指南，点亮通往更智能、更健康、更可持续未来的希望之光。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《硅星球：微电子学与纳米技术革命》就足够吸引人了，它仿佛预示着一个全新的世界正在向我们展开。作者的笔触非常老练，他能够将那些原本晦涩难懂的微电子学原理，用一种极其生动形象的方式讲解出来。我能够清晰地想象出，那些早期的科学家们如何在简陋的实验室里，通过一次次的实验，最终发现了半导体材料的秘密，并成功制造出了第一个晶体管。这本书不仅仅是关于技术本身，更重要的是它展现了技术背后的人类智慧和不懈追求。从晶体管到集成电路，再到如今高度复杂的芯片，每一个进步都凝聚了无数人的心血。我特别欣赏作者在讲述摩尔定律时，那种将技术发展速度与社会进步联系起来的视角，这让我更深刻地理解了信息技术对我们生活带来的巨大改变。而当书中开始探讨纳米技术时，我更是被深深吸引。作者用通俗的语言解释了纳米材料的奇特性质，以及它们在各个领域的巨大潜力，从更坚固轻便的材料，到高效的能源储存，再到精准的医疗诊断，纳米技术似乎无所不能。这本书让我对微观世界充满了好奇，也对人类未来的科技发展充满了乐观的期待。

评分☆☆☆☆☆

《硅星球：微电子学与纳米技术革命》这本书，如同打开了一扇通往微观世界的大门，让我得以一窥那些塑造现代社会的关键技术。作者在梳理微电子学的发展历程时，并没有止步于简单的技术堆砌，而是巧妙地将科学发现、技术创新与产业变革紧密地联系在一起。我被那些关于早期半导体研究的细节所深深吸引，那些实验室里的奇思妙想，最终如何演变成驱动信息时代发展的强大引擎。从晶体管的诞生，到集成电路的突破性进展，再到如今无处不在的芯片技术，每一个环节都充满了智慧与挑战。作者对于摩尔定律的阐释，让我深刻理解了技术进步的速度之快，以及它如何深刻地影响了我们的生活方式。而当书中开始探讨纳米技术时，我的视野被进一步拓宽。作者用生动形象的语言，揭示了纳米材料在各个领域的颠覆性潜力，从更轻更强的材料，到更高效的能源解决方案，再到精准的医疗干预，这些微观层面的创新，正为人类的未来描绘出无限可能。这本书不仅仅是知识的传递，更像是一次思想的启迪，它让我对科学的边界以及人类的创造力有了更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这是一本如同打开潘多拉魔盒般的书，让我窥见了无数令人惊叹的科学奇迹。作者在《硅星球：微电子学与纳米技术革命》中，以一种引人入胜的方式，讲述了微电子技术如何从实验室里的萌芽，一步步演变成驱动现代文明高速运转的引擎。我被那些关于早期半导体材料研究的细节深深吸引，那些看似微不足道的发现，最终却催生了整个信息时代的到来。作者没有回避技术发展的复杂性，而是用清晰的逻辑和生动的语言，将集成电路的制造过程、摩尔定律的推演以及芯片产业的演变娓娓道来。读到这里，我仿佛看到了无数电子元件在微小的硅片上协同工作，构成了我们今天所依赖的各种智能设备。而当本书的焦点转向纳米技术时，我的好奇心更是被彻底点燃。作者深入浅出地介绍了纳米材料的独特性质，以及它们如何在各个领域展现出颠覆性的潜力。从更轻更强的结构材料，到高效的催化剂，再到具有革命性意义的生物医药应用，纳米技术的广阔前景让我感到既兴奋又充满期待。我开始思考，这些微观层面的创新，将如何重塑我们的生活，改变我们的未来。这本书不仅仅是知识的传递，更像是一次对人类智慧和探索精神的礼赞，它让我对接下来的科技发展，充满了无限的遐想。

评分☆☆☆☆☆

《硅星球：微电子学与纳米技术革命》这本书，犹如一个精心编织的科学宇宙，带领我穿越了微电子学和纳米技术发展的璀璨星河。作者在描绘微电子技术的演进时，没有简单地罗列技术指标，而是通过一个个生动的故事，展现了科学家们如何突破重重难关，将那些抽象的物理理论转化为改变世界的实际应用。我尤其被那些关于半导体材料发现和晶体管发明过程中的关键人物和事件所吸引，他们如同点亮黑暗的火种，开启了信息时代的黎明。本书对集成电路的详尽阐述，让我深刻理解了芯片制造的精细与复杂，以及摩尔定律背后所蕴含的惊人发展速度。我惊叹于人类智慧在如此微小的空间内创造出的无限可能，也思考着这些技术是如何深刻地影响了我们获取信息、沟通交流乃至生产生活方式的方方面面。随后，作者将目光投向了更加神秘的纳米技术领域。我被那些关于原子级操纵和纳米材料奇异性质的描述所震撼，这些微观层面的探索，正为材料科学、生物医学、能源技术等领域带来颠覆性的变革。我开始憧憬，在不久的将来，纳米技术将如何解决人类面临的重大挑战，例如疾病治疗、环境污染以及能源危机。这本书不仅仅是知识的集合，更像是一次对人类创造力边界的探索，让我对科学的未来充满敬畏与期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书，从书名《硅星球：微电子学与纳米技术革命》开始，就散发着一种迷人的科技魅力。作者以一种极其专业却又平易近人的方式，带领我深入探索了微电子学从萌芽到如今高度发达的复杂演变过程。我能清晰地感受到，每一个微小的电子元件背后，都凝聚着人类智慧的结晶，以及无数次艰难的探索与突破。从真空管的粗笨，到晶体管的轻巧，再到集成电路的集成化，每一次技术革新都标志着人类对物质世界的理解和控制能力达到了新的高度。作者在描述芯片制造的精细化过程时，仿佛让我亲眼目睹了那些在微米甚至纳米尺度上进行的精密操作，这本身就是一项令人惊叹的工程。而本书关于纳米技术的章节，则将我的好奇心推向了另一个高峰。作者以极具前瞻性的视角，阐述了纳米材料在各行各业可能带来的革命性变化，从更先进的电子设备，到更高效的能源利用，再到更精准的医疗手段，纳米技术展现出的无限潜力，让我对人类的未来充满了希望。这本书不仅仅是科普读物，更像是一次对科学精神和创新力量的致敬。

评分☆☆☆☆☆

这部《硅星球：微电子学与纳米技术革命》，拿到手里沉甸甸的，封面设计简洁却充满科技感，金属质感的“硅星球”三个字仿佛在诉说着一个关于微小世界里宏大变革的故事。我一直对科技发展史，尤其是那些奠定现代社会基石的技术革新有着浓厚的兴趣，而微电子学和纳米技术无疑是近几十年来最令人瞩目的两个领域。这本书的书名就精准地抓住了我，让我对它充满了期待。在翻阅之前，我脑海中已经勾勒出了一幅画面：从晶体管的诞生，到集成电路的飞跃，再到如今纳米材料的神奇应用，这是一个不断挑战极限、突破想象的进程。我很好奇作者将如何串联起这些看似独立却又紧密相连的技术脉络，又是如何将深奥的科学原理用通俗易懂的方式呈现给普通读者。这本书是否能让我窥见电子产品背后那令人惊叹的微观世界？它是否能揭示纳米技术如何悄无声息地渗透到我们生活的方方面面，并预示着未来怎样的可能性？我迫不及待地想深入其中，跟随作者的笔触，去探索这个由硅和纳米构建的全新世界，去理解那些塑造了我们当下，并将定义我们未来的技术革命。我希望这本书能够不仅仅是知识的堆砌，更能引发我对于技术伦理、社会影响以及人类未来发展的深刻思考。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让人沉浸其中的读物，仿佛置身于一个微缩的宇宙，每个原子、每个电子都充斥着无限的能量与可能。作者在叙述微电子学的发展历程时，并没有停留在冷冰冰的技术参数上，而是生动地描绘了那些伟大的科学家们是如何在实验室里，在无数次的失败与坚持中，一点点点亮人类智慧的火炬。我尤其被那些关于早期晶体管研发的片段所吸引，那些充满筚路蓝缕的艰辛，以及突破性的发现瞬间，都如同电影画面一般在脑海中闪过。然后，话题自然而然地过渡到了集成电路的革命，摩尔定律的提出，以及计算机性能的指数级增长，这无疑是信息时代最核心的驱动力。读到这里，我忍不住开始思考，如果没有这些微小的硅片，我们的生活将是何等模样？我们依赖的智能手机、高性能电脑、甚至是汽车里的电子系统，都离不开这些微电子技术的累积。而书中对纳米技术的探讨，更是让我看到了科技的另一个维度——进入原子和分子级别，去操控物质的本质。我之前对纳米材料的了解仅限于一些概念性的东西，但这本书似乎能更深入地揭示其应用前景，从更轻更强的材料到更高效的能源存储，再到医疗领域的精准治疗，纳米技术展现出的无限潜力，让我既感到兴奋，又对人类的创造力充满了敬畏。

评分☆☆☆☆☆

《硅星球：微电子学与纳米技术革命》，这本书的题目就足以勾起我对科技前沿的好奇心。作者的叙述风格非常独特，他能够将那些深奥的物理学原理和工程学知识，用一种引人入胜的方式呈现给读者。我被书中对微电子学发展历程的详细描述所吸引，从最初的半导体材料研究，到晶体管的发明，再到集成电路的出现，每一步都充满了智慧的闪光。作者在讲述摩尔定律时，那种对技术指数级增长的深刻洞察，让我对信息时代的快速发展有了更清晰的认识。我开始思考，我们每天使用的智能手机、电脑，甚至更复杂的工业设备，都离不开这些微小的硅片。而当本书的焦点转向纳米技术时，我更是被深深震撼。作者用生动形象的语言，解释了纳米材料的独特性能，以及它们如何在材料科学、生物医学、能源等领域带来颠覆性的变革。我开始畅想，在不久的将来，纳米技术将如何帮助我们解决能源危机、环境污染等全球性难题。这本书不仅仅是知识的传授，更是一次对人类探索未知、创造未来的礼赞。

评分☆☆☆☆☆

这本书，光看题目《硅星球：微电子学与纳米技术革命》，就足以让我产生浓厚的阅读兴趣。作者在讲述微电子学的发展时，并没有陷入枯燥的技术细节，而是将那些伟大的科学发现和技术突破，巧妙地融入到了一个个引人入胜的故事之中。我能清晰地感受到，从早期的真空管到如今的超大规模集成电路，每一个进步都凝聚了无数科学家和工程师的心血与智慧。作者对于摩尔定律的阐释，让我更深刻地理解了信息技术如何以惊人的速度改变着我们的世界。我脑海中不断闪过那些电子产品更新换代的场景，这背后是微电子技术持续不断的革新。而当本书的笔锋转向纳米技术时，我更是被带入了一个全新的、充满无限可能的微观世界。作者用通俗易懂的语言，揭示了纳米材料的奇特性质，以及它们在材料科学、生物医药、能源技术等领域所展现出的巨大潜力。我开始思考，这些微观层面的创新，将如何为人类社会带来颠覆性的变革，解决我们面临的种种挑战。这本书不仅仅是知识的普及，更是一次对人类创新精神和科技潜力的探索。

评分☆☆☆☆☆

拿到《硅星球：微电子学与纳米技术革命》这本书，我首先被它的厚重感所吸引，这不仅仅是纸张的重量，更像是承载着一段波澜壮阔的技术史诗。我一直认为，理解一个时代的科技进步，就如同解构一个世界的运转逻辑，而微电子学和纳米技术无疑是现代社会最重要的两个基石。作者在梳理微电子学的发展时， deftly地将那些复杂的半导体物理原理，与产业发展的关键节点巧妙地融合在一起。我脑海中不断浮现出那些改变世界的发明创造，从最初的真空管到晶体管的横空出世，再到集成电路的集成化、微型化，每一次技术的飞跃都伴随着人类生产力和生活方式的巨大变革。我尤其对那些在关键时刻做出突破性贡献的科学家和工程师们充满了好奇，他们的智慧、毅力以及对未知世界的探索精神，是推动这一切前进的根本动力。而本书关于纳米技术的章节，则将我的视野带入了更加微观的领域。当作者描述科学家们如何能够精确地操纵单个原子和分子，构建出前所未有的新材料和新器件时，我感到一种前所未有的震撼。我开始想象，这些微小的改变将如何引发巨大的产业革命，例如更高效的能源利用，更精准的医疗诊断，甚至是全新的计算模式。这本书不仅仅是技术科普，更像是一次思想的启迪，让我对科学的边界以及人类的未来有了更深刻的认识。