化合物半导体探测器及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:原子能出版社

作者:丁洪林

出品人:

页数:114

译者:

出版时间:1994-03

价格:4.00

装帧:平装

isbn号码:9787502210656

丛书系列:

图书标签:

• 化合物半导体
• 探测器
• 半导体物理
• 材料科学
• 光电探测
• 辐射探测
• 器件物理
• 应用物理
• 电子工程
• 新型半导体

《光电转换的奥秘：先进传感技术及其前沿应用》 本书将带领读者深入探索光电转换这一核心物理现象，揭示其在现代科技进步中所扮演的关键角色。我们将从基础的半导体物理原理出发，深入剖析不同材料体系如何有效地捕捉、转换和响应光信号，并在此基础上，系统性地介绍当前在光电探测领域中最具创新性和潜力的技术。 第一部分：光电转换的基础理论与材料科学 我们将从扎实的物理学根基开始，详细阐述光与物质相互作用的基本机制。这包括光子的吸收、载流子的产生、漂移和复合等一系列过程。对于半导体材料而言，我们将深入探讨其能带结构、载流子输运特性以及掺杂和缺陷对光电性能的影响。 半导体物理学入门： 从原子结构到晶体结构，再到能带理论，我们将构建一个完整的半导体物理框架，解释导电性和光电响应的根本原因。 关键光电材料的特性剖析： 我们将聚焦于当前主流和新兴的光电转换材料，例如： 硅（Si）和锗（Ge）： 作为传统的半导体材料，它们在可见光和近红外区域表现优异，是许多成熟应用的基础。我们将探讨其制备工艺、掺杂技术以及如何优化其光电性能。 III-V族化合物半导体（如GaAs, InGaAs, GaN）： 这些材料在光电转换效率、响应速度和光谱覆盖范围上具有独特优势，尤其是在通信、高频电子和LED领域。我们将详细介绍它们的制备方法，如MOCVD和MBE，以及如何通过合金组分调控实现特定波段的响应。 II-VI族化合物半导体（如CdTe, HgCdTe）： 这些材料在红外探测领域具有重要地位，尤其是在热成像和遥感方面。我们将讨论其独特的能带结构以及如何通过生长技术实现高灵敏度的红外探测。 钙钛矿（Perovskites）： 作为近年来备受瞩目的新型光电材料，钙钛矿在太阳能电池和LED领域展现出巨大的潜力。我们将探讨其优异的光吸收特性、载流子动力学以及面临的稳定性挑战。 量子点（Quantum Dots）： 这些纳米尺度的半导体晶体因其独特的量子尺寸效应，展现出可调谐的光谱响应和高效的发光特性，在显示技术、生物成像和光电器件方面前景广阔。 第二部分：先进光电探测器的设计与原理 在此基础上，我们将深入探讨不同类型光电探测器的设计原理、工作机制和性能指标。 光电导探测器（Photoconductive Detectors）： 介绍光照引起材料电导率变化的原理，以及PIN型和APD（雪崩光电二极管）等结构如何提高探测灵敏度。 光伏探测器（Photovoltaic Detectors）： 阐述PN结或PIN结在光照下产生光生电压和光生电流的工作原理，重点分析肖特基结和异质结在光电转换中的作用。 光电倍增管（Photomultiplier Tubes, PMTs）： 详细介绍其工作原理，包括光电阴极、倍增电极和阳极的设计，以及其在极低光照条件下的探测优势。 热释电探测器（Pyroelectric Detectors）： 解释其基于材料热释电效应的原理，以及在红外探测和无源传感中的应用。 焦平面探测器阵列（Focal Plane Arrays, FPAs）： 介绍如何将大量独立的探测单元集成在一个平面上，实现二维成像，并重点分析其在红外成像和可见光成像中的应用，如CMOS和CCD技术。 新型探测器技术： 探讨如单光子雪崩二极管（SPADs）、低剂量X射线探测器（如CMOS X-ray detectors）等新兴技术，以及它们在量子通信、医疗成像和精密测量等领域的突破。 第三部分：光电探测技术的关键性能指标与优化 理解和评估光电探测器的性能至关重要。本部分将详细介绍各项关键指标及其影响因素。 灵敏度（Sensitivity）： 定义最小可探测功率（NEP）和归一化探测率（D），并分析影响灵敏度的因素，如暗电流、噪声源（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声）以及量子效率。 响应速度（Response Speed）： 讨论上升时间、下降时间和带宽，并分析载流子寿命、渡越时间以及结电容对响应速度的影响。 光谱响应范围（Spectral Response Range）： 阐述探测器对不同波长光信号的响应能力，以及如何通过材料选择和器件结构来调控和扩展这一范围。 动态范围（Dynamic Range）： 定义探测器能够有效测量信号的范围，并讨论如何通过优化暗电流抑制和信号处理来提高动态范围。 量子效率（Quantum Efficiency, QE）： 解释光子转化为可用载流子的比例，并分析表面反射、重组和吸收深度对量子效率的影响。 噪声分析与抑制： 深入探讨各种噪声源，并介绍降低噪声的方法，如冷却、屏蔽、低噪声放大器设计和数字信号处理技术。 第四部分：光电探测技术的广泛前沿应用 光电探测技术是现代科技的基石，其应用渗透到我们生活的方方面面。 通信与信息技术： 光纤通信： 介绍光电探测器在光信号接收中的作用，如PIN二极管和APD在长距离、高速数据传输中的应用。 无线光通信： 讨论激光雷达（LiDAR）和可见光通信（VLC）中高精度、高响应速度探测器的重要性。 成像与显示技术： 数字相机与手机摄像头： 阐述CMOS和CCD图像传感器的工作原理，以及其在日常生活中的普及。 医疗影像： 介绍X射线探测器、CT扫描仪、内窥镜以及荧光成像技术在诊断和治疗中的应用。 安防监控： 讨论高灵敏度、宽动态范围的摄像机在低照度环境和复杂光照条件下的应用。 环境监测与遥感： 气体检测： 介绍红外气体传感器在环境污染监测、工业安全和生命科学研究中的作用。 远程传感： 讨论卫星和无人机上使用的多光谱和高光谱探测器在地球观测、气象预报和农业监测中的应用。 激光雷达（LiDAR）： 详述其在自动驾驶、地形测绘和三维建模中的应用，以及对高精度、高帧率探测器的需求。 工业自动化与测量： 机器视觉： 介绍光电传感器在产品质量检测、定位导航和机器人视觉中的应用。 无损检测（NDT）： 讨论超声波、X射线和红外成像技术在材料缺陷检测中的应用。 精密测量： 介绍光电编码器、激光测距仪在工业生产中的精确测量和控制。 科学研究与前沿探索： 天文学： 介绍高性能红外和可见光探测器在地面望远镜和空间望远镜中的应用，以捕捉遥远星系发出的微弱光信号。 粒子物理： 讨论高能量粒子探测器（如闪烁体探测器和半导体探测器）在基础物理研究中的作用。 生物医学： 介绍荧光显微镜、流式细胞仪和基因测序仪中使用的光电探测技术，以实现对细胞、分子和DNA的精确分析。 量子信息科学： 探讨单光子探测器在量子计算、量子通信和量子密码学等新兴领域的关键作用。 本书将以严谨的科学态度，清晰的逻辑结构，结合最新的研究进展和实际应用案例，为读者构建一个全面、深入的光电转换和先进传感技术的知识体系。无论您是相关的研究人员、工程师，还是对前沿科技充满好奇的学习者，本书都将为您提供宝贵的洞见和启发。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象，封面采用了深邃的蓝色背景，搭配着简洁而富有科技感的银色字体，整体风格低调却不失专业。当我翻开第一页，扑面而来的是严谨细致的排版，清晰的图表和公式标注得一丝不苟，这对于我这样一名希望深入了解技术细节的读者来说，无疑是一种极大的便利。虽然我对化合物半导体的了解尚浅，但书中对于基本概念的阐述，从晶体结构到能带理论，都循序渐进，用词精准，即使是复杂的物理概念，也通过形象的比喻和精炼的语言得到了很好的解释。我尤其欣赏书中对不同化合物半导体材料性质的对比分析，例如砷化镓、磷化铟等，它们各自的优势和局限性被清晰地列举出来，这让我能够快速把握不同材料的适用范围。此外，书中还涉及了一些前沿的探测器设计理念，例如量子点探测器和光电导探测器，这些内容激发了我进一步探索的兴趣。对于我这样一个对这一领域充满好奇但缺乏系统知识的初学者来说，这本书提供了一个非常好的起点，让我能够在一个相对宏观的框架下理解化合物半导体探测器的世界。

评分☆☆☆☆☆

我对纳米技术和微电子器件的交叉领域有着浓厚的兴趣，并一直试图寻找能够连接这两个领域的桥梁。这本书在介绍化合物半导体探测器时，巧妙地融入了许多关于纳米结构和量子效应的内容，这让我眼前一亮。书中对利用纳米线、纳米片等结构来提高半导体探测器的灵敏度和响应速度的探讨，以及对量子阱、量子点等量子效应在探测器设计中的应用的介绍，都让我深刻体会到纳米科技在提升传统半导体器件性能方面的巨大潜力。我特别欣赏书中对材料生长、器件制备以及性能表征过程中纳米尺度效应的分析，这对于我理解微纳器件的物理原理非常有帮助。虽然书中并没有详细介绍纳米器件的制造工艺，但其对基本原理和理论的深入挖掘，让我能够更好地思考如何在纳米尺度上设计和优化探测器。这本书为我提供了一个全新的视角，让我能够将我对纳米技术的理解与半导体探测器的发展相结合。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事光通信领域研究的工程师，我一直关注着能够提升信号传输效率和降低损耗的新技术。这本书中关于化合物半导体在光通信器件中的应用，简直是我一直在寻找的宝藏。书中对高带宽、低噪声的光探测器以及高效激光器的设计原理和材料选择进行了深入的剖析，这些正是当前光通信领域面临的关键挑战。我特别欣赏书中关于掺杂浓度、缺陷控制对器件性能影响的讨论，这些细节对于优化器件性能至关重要。此外，书中对不同波段（如可见光、近红外、中红外）化合物半导体探测器的特性比较，也为我在设计针对特定通信需求的器件时提供了宝贵的参考。我注意到书中还提及了一些新兴的化合物半导体材料，如钙钛矿和二维材料，它们在光通信领域的潜在应用前景让我感到非常兴奋。虽然书中对于具体的器件制造工艺的描述不是重点，但其对材料特性和基本原理的深刻理解，足以让我能够更好地指导实验和设计工作。

评分☆☆☆☆☆

我原本是抱着学习一些关于新型显示技术相关知识的目的来阅读这本书的，希望能够从中找到一些在OLED之外的新兴材料和技术。这本书果然没有让我失望，虽然它并非完全聚焦于显示领域，但其中关于化合物半导体在光电器件中的应用章节，对我理解当前和未来显示技术的可能性提供了全新的视角。书中详细介绍了不同类型化合物半导体在发光效率、响应速度和色彩纯度方面的表现，特别是对一些 III-V 族化合物半导体的特性分析，让我对其在高性能 LED 和激光器中的作用有了更深的认识。我特别注意到书中关于微纳结构对半导体器件性能影响的探讨，这在微型化和集成化趋势日益明显的今天尤为重要。虽然书中对于具体的显示技术细节的阐述可能不是最详尽的，但其提供的基础理论和材料特性分析，足以让我建立起一个扎实的认知框架，为我理解更复杂的显示技术打下了坚实的基础。读完这部分内容，我对于未来显示技术的多元化发展有了更乐观的预期。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对天文学和空间探测充满热情的研究生，一直对能够探测宇宙微弱信号的先进探测器非常感兴趣。这本书的出版，为我提供了一个绝佳的机会去深入了解化合物半导体在空间探测领域的应用。书中关于红外探测器、X射线探测器等在天文学观测中的应用描述，让我对如何利用这些先进技术去揭示宇宙的奥秘有了更直观的认识。我尤其对书中关于低温探测器和高灵敏度探测器设计的研究内容感到着迷，这些技术对于探测遥远星系的微弱辐射至关重要。书中对材料在极端环境下的稳定性和性能保持的讨论，也解答了我之前的一些疑问。此外，书中对量子探测器在光学遥感和生物成像等领域的跨学科应用提及，也让我看到了化合物半导体技术在更广泛领域的潜力。虽然书中并没有直接介绍具体的望远镜或探测任务，但其提供的基础理论和技术细节，无疑能够帮助我更好地理解和参与到未来的空间科学研究中。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆