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电子材料与器件(第四版)

电子材料与器件(第四版)

定 价:¥199.00

作 者: [加] 卡萨普,王进祥 ... 著
出版社: 清华大学出版社
丛编项: 新视野电子电气科技丛书
标 签: 暂缺

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ISBN: 9787302510291 出版时间: 2018-10-01 包装: 平装
开本: 16 页数: 959 字数:  

内容简介

  电子材料与器件(第四版)可作为“电子材料和器件”课程的教材,也适用于电气工程和电子材料类专业研究生的入门课程。第四版是在第三版的基础上,参考了大量的反馈意见以及电子与光电子材料过去10年发展进程,广泛修订和扩展而成。扩展了许多新的主题,增加了新的案例、图表和思考题,并提供了解决问题的方法,将这些概念应用到应用中。此外,术语表中增加了更多的术语,读者会发现它们非常有用。 为满足工程认证的要求,正文中的一些章节包括更多附加内容,通常会给出正文之外的具体细节,如量子力学和更多的数学。电子材料与器件(第四版)尽可能避免交叉引用以免过多重复,同时,针对不同学时的教学安排,读者也可根据需要跳过一些章节。电子材料与器件(第四版)特色: 1. 对一些原理性的介绍,侧重其物理概念,而少作数学推理。量子力学是本课程的内容,但没有列出其深奥的数学形式。 2. 书中有大量实例和思考题,其中大部分具有实际意义。读者可以通过实例和思考题进行学习。 3. 即使简单的概念也有例子以便学习。 4. 大多数学生希望有清晰的图表来帮助他们可视化地理解概念。电子材料与器件(第四版)包括565幅插图,这些插图都是经心准备的,以反映概念并有助于文中的解释,也有许多实际设备和科学家与工程师的照片,以增强学习体验。 5. 每章后面的思考题(共346题)是渐进式的,从容易的概念开始,最终引出更复杂的概念,难点问题用星号(*)标识,许多带图表的实际应用也包含在内。 6. 每章后面有一个术语表,定义的概念和术语不仅用于正文中,而且应用于思考题中。 7. 每章的结尾包含一节附加内容,以进一步介绍重要的概念,提出有趣的应用或证明一个定理。这些内容是为那些学有余力的学生准备的,可以作为两学期课程的一部分。

作者简介

暂缺《电子材料与器件(第四版)》作者简介

图书目录

简 要 目 录

第1章材料科学基本概念1

第2章固体中的电传导和热传导123

第3章电子材料和器件原理211

第4章现代固体理论311

第5章半导体409

第6章半导体器件525

第7章介电材料与绝缘657

第8章磁性和超导电性765

第9章材料的光学特性857

附录A布拉格衍射定律和X射线衍射939

附录B主要符号和缩略语945

附录C元素性质表953

附录D常数及可用信息957

元素周期表959



目录
目录




目录

第1章材料科学基本概念1

1.1原子结构和原子序数1

1.2原子质量和摩尔6

1.3键合和固体类型7

1.3.1分子和一般键合原理7

1.3.2共价键合固体: 金刚石9

1.3.3金属键合: 铜11

1.3.4离子键合固体: 盐12

1.3.5二次键合16

1.3.6混合键合20

1.4动力学分子理论23

1.4.1平均动能和温度23

1.4.2热膨胀30

1.5分子速度和能量分布35

1.6分子碰撞与真空沉积39

1.7热、热波动和噪声43

1.8热激活过程48

1.8.1阿列纽斯速率方程48

1.8.2原子扩散和扩散系数50

1.9结晶状态53

1.9.1晶体结构53

1.9.2晶向和晶面59

1.9.3同素异形体和碳64

1.10晶体缺陷及其意义67

1.10.1点缺陷: 空位和杂质67

1.10.2线缺陷: 边缘和螺旋错位71

1.10.3面缺陷: 晶界75

1.10.4晶体表面和表面性质77

1.10.5化学计量法、非化学计量法和缺陷结构80

1.11单晶Czochralski生长80

1.12玻璃和非晶半导体83

1.12.1玻璃和无定形固体83

1.12.2晶体硅和非晶硅86

1.13固体溶液和两相固体88

1.13.1同晶固溶体: 同晶合金88

1.13.2相图: 铜镍等同晶合金89

1.13.3区域精炼和纯硅晶体93

1.13.4二元共晶相图和铅锡焊料95

附加主题100

1.14布拉维晶格100

1.15Grüneisen规则103


第2章固体中的电传导和热传导123

2.1经典理论: 德鲁德模型124

2.2电阻率的温度依赖性: 理想的纯金属132

2.3Matthiessen和Nordheim法则135

2.3.1Matthiessen法则和电阻率温度系数(α)135

2.3.2固溶体和Nordheim法则143

2.4混合物和多孔材料的电阻率150

2.4.1异质混合物150

2.4.2两相合金(AgNi)的电阻率和电触点154

2.5霍尔效应和霍尔器件155

2.6热传导160

2.6.1热导系数160

2.6.2热阻164

2.7非金属物的导电性165

2.7.1半导体166

2.7.2离子晶体和玻璃170

附加主题175

2.8趋肤效应: 导体的高频电阻175

2.9交流电导率σac178

2.10金属薄膜182

2.10.1金属薄膜的导电性182

2.10.2薄膜的电阻率182

2.11微电子学中的互连188

2.12电迁移和Black方程192


第3章电子材料和器件原理211

3.1光子211

3.1.1光的波动性211

3.1.2光电效应214

3.1.3康普顿散射219

3.1.4黑体辐射222

3.2电子的波动性225

3.2.1德布罗意关系225

3.2.2时间无关的薛定谔方程229

3.3无限势阱中的受限电子233

3.4海森堡的不确定性原理239

3.5有限势阱中的受限电子242

3.6隧道现象: 量子泄漏246

3.7位阱: 三个量子数252

3.8氢原子255

3.8.1电子波函数255

3.8.2量子化的电子能量260

3.8.3轨道角动量和空间量子化264

3.8.4电子自旋和内在的角动量S269

3.8.5电子的磁偶极矩271

3.8.6总角动量J275

3.9氦原子和周期表276

3.9.1氦原子和泡利不相容原则276

3.9.2亨德准则279

3.10受激发射和激光281

3.10.1受激发射和光子放大281

3.10.2氦氖激光器285

3.10.3激光输出光谱288

附加主题290

3.11光纤放大器290


第4章现代固体理论311

4.1氢分子: 键合的分子轨道理论311

4.2固体能带理论317

4.2.1能带形成317

4.2.2能带中电子的性质323

4.3半导体326

4.4电子有效质量332

4.5能带中的状态密度334

4.6统计: 粒子集合341

4.6.1玻尔兹曼古典统计341

4.6.2费米狄拉克统计342

4.7金属的量子理论344

4.7.1自由电子模型344

4.7.2金属导电性347

4.8费米能级的意义350

4.8.1金属金属接触: 接触电势350

4.8.2塞贝克效应和热电偶353

4.9热离子发射和真空管器件362

4.9.1热离子发射: RichardsonDushman方程362

4.9.2肖特基效应和场发射366

4.10声子372

4.10.1谐振子和晶格波372

4.10.2德拜热容377

4.10.3非金属的导热性382

4.10.4电导率385

附加主题386

4.11金属能带理论: 晶体中的电子衍射386


第5章半导体409

5.1本征半导体410

5.1.1硅晶体和能带图410

5.1.2电子和空穴411

5.1.3半导体传导414

5.1.4电子和空穴浓度416

5.2非本征半导体424

5.2.1n型掺杂425

5.2.2p型掺杂427

5.2.3补偿掺杂428

5.3电导率的温度依赖性433

5.3.1载流子浓度的温度依赖性433

5.3.2漂移迁移率: 温度和杂质依赖性438

5.3.3电导率的温度依赖性441

5.3.4简并和非简并半导体443

5.4直接和间接复合445

5.5少数载流子寿命449

5.6扩散和传导方程以及随机运动455

5.7连续性方程461

5.7.1时间依赖的连续性方程461

5.7.2稳态连续性方程463

5.8光吸收467

5.9压阻471

5.10肖特基连接475

5.10.1肖特基二极管475

5.10.2肖特基结太阳能电池和光电二极管480

5.11欧姆接触和热电冷却器485

附加主题490

5.12塞贝克效应半导体和电压漂移490

5.13直接和间接带隙半导体493

5.14间接复合503

5.15非晶半导体503


第6章半导体器件525

6.1理想pn结526

6.1.1不施加偏置: 开路526

6.1.2正向偏置: 扩散区电流531

6.1.3正向偏置: 复合电流和总电流537

6.1.4反向偏置539

6.2pn结能带图546

6.2.1开路546

6.2.2正向和反向偏置548

6.3pn结的耗尽层电容551

6.4扩散区(存储区)电容和动态电阻557

6.5反向击穿: 雪崩击穿和齐纳击穿560

6.5.1雪崩击穿560

6.5.2齐纳击穿562

6.6发光二极管(LED)564

6.6.1LED原理564

6.6.2异质结高强度LED566

6.6.3量子阱高强度LED567

6.7LED材料和结构570

6.8LED输出光谱574

6.9LED的亮度和效率580

6.10太阳能电池584

6.10.1光电器件原理584

6.10.2串联和并联电阻591

6.10.3太阳能电池的材料、器件和效率593

6.11双极型晶体管(BJT)596

6.11.1共基极(CB)直流特性596

6.11.2共基极放大器605

6.11.3共发射极(CE)直流特性607

6.11.4低频小信号模型609

6.12结型场效应晶体管(JFET)612

6.12.1工作原理612

6.12.2JFET放大器618

6.13金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)622

6.13.1场效应和翻转622

6.13.2增强型MOSFET624

6.13.3阈值电压629

6.13.4离子注入型MOS晶体管和多晶硅栅631

附加主题633

6.14PIN二极管、光电二极管和太阳能电池633

6.15半导体光学放大器和激光636


第7章介电材料与绝缘657

7.1物质极化和相对介电常数658

7.1.1相对介电常数: 定义658

7.1.2偶极矩与电子极化659

7.1.3极化矢量P663

7.1.4局部电场Eloc与克劳修斯莫索蒂方程667

7.2电子极化: 共价固体669

7.3极化机理671

7.3.1离子位移极化671

7.3.2偶极转向极化672

7.3.3界面极化674

7.3.4总极化676

7.4频率依赖性: 介电常数和介电损耗677

7.4.1介电损耗677

7.4.2德拜方程、柯尔柯尔图和等效串联电路686

7.5高斯定律和边界条件689

7.6介电强度和绝缘击穿694

7.6.1介电强度: 定义694

7.6.2介质击穿和局部放电: 气体695

7.6.3介质击穿: 液体698

7.6.4介质击穿: 固体699

7.7电容介电材料708

7.7.1典型的电容器结构708

7.7.2电介质: 比较713

7.8压电,铁电和热释电717

7.8.1压电717

7.8.2压电: 石英振荡器和滤波器722

7.8.3铁电和热释电晶体725

附加主题732

7.9电位移和去极化场732

7.10局部场与洛仑兹方程736

7.11偶极极化738

7.12离子极化与介电共振740

7.13介质混合物和非均匀介质745


第8章磁性和超导电性765

8.1物质的磁化766

8.1.1磁偶极矩766

8.1.2原子磁矩767

8.1.3磁化矢量M768

8.1.4磁场或磁场强度H771

8.1.5磁导率和磁化率772

8.2磁性材料的分类776

8.2.1反磁性776

8.2.2顺磁性778

8.2.3铁磁性779

8.2.4反铁磁性779

8.2.5亚铁磁性780

8.3铁磁性来源与交换相互作用780

8.4饱和磁化和居里温度783

8.5磁畴: 铁磁材料785

8.5.1磁畴785

8.5.2磁晶体各向异性787

8.5.3畴壁788

8.5.4磁致伸缩791

8.5.5畴壁运动792

8.5.6多晶材料和M对H行为793

8.5.7退磁797

8.6软磁材料和硬磁材料799

8.6.1定义799

8.6.2初始磁导率和最大磁导率800

8.7软磁材料: 示例和用法801

8.8硬磁材料: 示例和用法804

8.9能带图和磁性810

8.9.1泡利自旋顺磁性810

8.9.2铁磁性能带模型812

8.10各向异性和巨磁电阻813

8.11磁记录材料818

8.11.1磁记录的一般原理818

8.11.2磁存储材料823

8.12超导电性827

8.12.1零电阻和迈斯纳效应827

8.12.2Ⅰ型和Ⅱ型超导体830

8.12.3临界电流密度832


8.13超导电性起源836

附加主题838

8.14约瑟夫森效应838

8.15通量的量化840


第9章材料的光学特性857

9.1均匀介质中的光波858

9.2折射率指数861

9.3分散性: 折射率指数——波长行为863

9.4群速度和群指数868

9.5磁场: 辐射和坡印廷矢量871

9.6斯涅尔法则和全内反射(TIR)873

9.7菲涅尔方程877

9.7.1振幅的反射和透射系数877

9.7.2强度、反射率和透射率883

9.8复折射率和光吸收888

9.9晶格吸收896

9.10带间吸收898

9.11材料中的光散射901

9.12光导纤维中的衰减902

9.13发光、磷光和白光LED905

9.14极化910

9.15光学各向异性912

9.15.1单轴晶体和菲涅尔光学指标913

9.15.2方解石的双折射917

9.15.3二色性918

9.16双折射制动盘918

9.17光学活动和圆双折射920

9.18液晶显示器(LCD)922

9.19电光效应926


附录A布拉格衍射定律和X射线衍射939

附录B主要符号和缩略语945

附录C元素性质表953

附录D常数及可用信息957

元素周期表959



















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