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出版者:

作者:毕克允 编

出品人:

页数:287

译者:

出版时间:2000-2

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787118021622

丛书系列:

图书标签:

• 微电子
• 电子技术
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探寻宇宙的奥秘：一部关于天体物理学的深度著作 书名：《星际远航：从量子泡沫到宏观宇宙的演化》 简介： 本书旨在为热衷于宇宙学和天体物理学的读者提供一个全面而深入的探索视角。我们不关注微观电子器件的构造与原理，而是将目光投向浩瀚无垠的宇宙空间，追溯时间与物质起源的恢宏叙事。 第一部分：时空结构的精妙几何 本章首先建立读者对现代物理学两大支柱——相对论的坚实理解。我们详尽阐述爱因斯坦的广义相对论，如何将引力视为时空自身的弯曲。通过对黎曼几何基本概念的梳理，我们解析了度规张量在描述不同时空区域曲率中的核心作用。读者将跟随严谨的数学推导，理解黑洞的事件视界是如何在数学上被精确定义的，以及奇点所代表的物理学极限。 我们将重点讨论不同类型的时空模型：从最基础的闵可夫斯基平直时空，到描述球对称引力场的史瓦西解，再到包含电磁场的克尔-纽曼解。本书特别花费篇幅讲解了引力波的产生机制——双星系统（如双中子星或黑洞）的并合过程，并结合LIGO/Virgo的最新观测数据，解释了如何通过波形的分析来验证广义相对论的预言，以及如何利用引力波作为全新的“宇宙信使”来探测遥远天体的特性。 第二部分：宇宙的起源与膨胀 本书的核心部分之一聚焦于现代宇宙学的基石——大爆炸模型。我们不回避其数学基础，详细解析了弗里德曼方程（Friedmann Equations）的推导过程，该方程是描述均匀、各向同性宇宙动力学的核心工具。通过分析不同能量密度项（物质、辐射、暗能量）对宇宙膨胀历史的影响，读者将清晰地看到宇宙从极热、极密状态演化至今的完整时间线。 关键概念如哈勃常数（$H_0$）的精确测量及其在“宇宙距离阶梯”中的地位被深入探讨。我们对比了基于宇宙微波背景辐射（CMB）测量得到的$H_0$值与基于Ia型超新星测量的$H_0$值之间的“哈勃张力”，并讨论了这种不一致性可能指向的新物理学，例如早期宇宙的额外自由度或修正的暗能量模型。 此外，我们对宇宙微波背景辐射的物理意义进行了细致的剖析。从康普顿散射到复合纪元（Recombination Epoch），解释了CMB如何成为大爆炸后38万年留下的“婴儿宇宙”快照。通过分析CMB的温度涨落（如$Lambda$CDM模型中的功率谱），我们得以确定宇宙的物质成分——普通重子物质、冷暗物质（CDM）和暗能量的精确比例。 第三部分：暗物质与暗能量的探索 本书将大量篇幅献给宇宙学中最引人入胜的两大谜团。关于暗物质，我们从观测证据出发——星系的旋转曲线异常、星系团的引力透镜效应以及重子声学振荡（BAO）的结构。我们详细评估了各种候选粒子模型，包括弱相互作用重粒子（WIMP）的理论框架，并介绍了直接探测（如地下实验室实验）和间接探测（如高能$gamma$射线谱线）的实验设计原理与当前局限。 至于暗能量，我们将其视为驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。本书深入解析了宇宙学常数（$Lambda$）模型，讨论了其与量子场论中真空能密度预期的巨大差异（“真空灾难”）。随后，我们考察了替代性的动力学暗能量模型，例如标量场驱动的Quintessence（精质）模型，以及考虑修改引力理论（如$f(R)$引力）以期在不引入新物质的情况下解释加速膨胀的尝试。 第四部分：恒星的生与灭及星系的形成 我们将视角从整体宇宙收缩到局部结构——恒星和星系的演化。本书详述了恒星演化的核物理基础，从分子云的引力坍缩，到主序星内部的质子-质子链或CNO循环，再到红巨星阶段的氦聚变。我们用钱德拉塞卡极限和奥本海默-沃尔科夫极限来界定白矮星、中子星和黑洞的最终归宿。对超新星（Ia型和II型）的物理机制和元素丰度贡献的分析，解释了宇宙中重元素的来源。 在星系形成方面，本书基于冷暗物质的层级结构形成理论，描述了早期宇宙中的小扰动如何通过引力作用不断吸积物质，形成原星系团和最终的星系。我们讨论了星系合并（Merger Trees）在塑造螺旋星系和椭圆星系形态中的关键作用，并分析了活动星系核（AGN）和中央超大质量黑洞（SMBH）反馈机制对宿主星系恒星形成历史的调控。 结语：未竟的探索 本书在结尾处展望了下一代观测项目，如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对早期星系的高红移观测、欧几里得（Euclid）任务对结构形成的精确测绘，以及未来引力波探测器对早期宇宙时空的探索能力。我们强调，尽管人类对宇宙的认识取得了巨大飞跃，但暗物质的本质、暗能量的来源，以及量子引力理论的构建，依然是21世纪物理学等待解答的最深刻命题。 本书的撰写风格力求严谨的科学态度与清晰的逻辑叙事相结合，旨在激发读者对物理宇宙的无限好奇心，并为其提供一个探索该领域前沿问题的坚实知识基础。它不涉及任何固态物理、半导体材料或集成电路的设计与制造工艺。

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我必须承认，我寻找的是一本能让我深入理解当前芯片设计流程中瓶颈的书籍，特别是关于EDA工具链和先进工艺节点下良率控制的实战经验。很遗憾地发现，这本书似乎将重点放在了更基础的历史回顾和概念普及上。它花了大篇幅介绍了晶体管的起源和早期集成电路的发展，这些内容虽然重要，但对于希望了解当前3nm甚至2nm工艺挑战的资深读者来说，显得有些“温柔”。书中对物理限制的讨论停留在理论层面，缺乏对实际流片过程中遇到的软件仿真误差、寄生参数提取的复杂性，以及跨工艺库兼容性问题的深度剖析。例如，当提到摩尔定律的极限时，它更多的是从能耗和原子级别的限制来阐述，而对于近些年半导体行业日益凸显的知识产权授权模式、全球供应链的脆弱性等非纯技术层面的议题，则几乎没有涉及。总体来说，它更像是一本优秀的高中物理拓展读物，而非一本面向行业前沿的深度技术手册，对于寻求具体工程解决方案的工程师而言，可能略显隔靴搔痒。

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这本书的装帧和插图设计，给人一种非常复古、学院派的感觉，这直接影响了我的阅读体验。它似乎更侧重于对那些已经成为历史的经典工艺的致敬与总结，而非对当下热议的颠覆性技术进行前瞻性探讨。例如，书中对光刻技术的描述，详细记录了干法光刻向浸没式光刻过渡的关键年份和技术细节，对早期电子束光刻的优缺点也进行了详尽的梳理。然而，当我试图寻找关于极紫外光刻（EUV）在实际量产中遇到的掩模缺陷检测和对齐精度控制等当前最棘手问题时，这些内容却寥寥无几，或者只是被一笔带过，仿佛EUV只是一个尚未完全成熟的未来概念，而非当下主流的先进制程工具。这本书的语言风格偏向于传统的学术论文集，信息密度很高，但缺乏现代技术书籍所应有的那种面向读者的“引导性”。它要求读者已经具备一定的专业背景，否则很容易在大量的专有名词和复杂的历史背景交织中迷失方向，更像是一份详实的、面向资深研究人员的“技术备忘录”，而不是一本面向更广泛技术群体的科普读物。

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翻开这本书，一股浓郁的“硬核”气息扑面而来，但这里的“硬核”并非指晦涩难懂，而是指其内容的扎实与逻辑的严密。它仿佛是一部微电子技术的“百科全书”，结构布局清晰，章节之间的衔接如同精密机械般无缝。作者对于半导体器件的物理特性分析，达到了令人惊叹的精确度。书中对MOSFET的亚阈值摆幅、DIBL效应（栅压起效的漏致势垒降低效应）等关键参数的数学建模和半定量分析，几乎无可挑剔。这种对基础理论的深挖，保证了读者在理解上不会出现任何模棱两可之处。我特别赞赏书中对不同半导体材料——从传统的硅到后来的III-V族化合物半导体——在特定应用场景下的性能对比分析，这种对比并非简单的罗列参数，而是从能带理论和载流子迁移率等底层物理机制出发进行论证。对于那些需要用严谨的物理和数学工具来构建和验证新型器件模型的科研人员来说，这本书无疑提供了坚实的理论基石和规范的分析框架，是案头不可或缺的工具书，每一次重读都能发现新的理解层次。

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这本关于微电子技术的书，我一口气读完了，实在是太震撼了。它没有过多地纠缠于那些晦涩难懂的物理公式和复杂的电路图，反而将重点放在了整个技术发展脉络的梳理上。作者的叙事功力一流，仿佛在带领我们进行一场穿越时空的旅行。从最早的晶体管到如今的纳米级集成电路，每一步的演进都讲得清晰明了，充满了历史的厚重感。最让我印象深刻的是，书中对不同技术节点突破时所遇到的挑战和创新思路的描述，非常生动。例如，在提到摩尔定律逐渐放缓的背景下，如何通过新的材料和架构设计来延续性能提升的篇章时，那种紧迫感和智慧的光芒几乎要从纸页间溢出。它不仅仅是在介绍“是什么”，更深入地探讨了“为什么会是这样”，以及“未来将走向何方”。对于那些希望对半导体产业有一个宏观、战略性理解的读者来说，这本书无疑提供了一个极佳的视角，它构建了一个完整的技术生态图景，远超出了单纯的教科书范畴，更像是一部产业发展史诗。我尤其欣赏作者对于跨学科知识整合的努力，将材料学、光刻技术、封装工艺等看似分散的领域巧妙地串联起来，展示了微电子领域内在的紧密联系。

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初次翻开这册读物时，我本以为会面对一堆枯燥的专业术语和计算推导，毕竟“微电子技术”这几个字听起来就透着一股理科生的严谨劲儿。然而，实际的阅读体验却出乎我的意料。这本书的叙事风格非常活泼，更像是一位经验丰富的老工程师在茶余饭后跟你分享他的行业见解。它没有刻意去炫耀作者的学术深度，而是专注于将复杂的技术概念“翻译”成普通人也能理解的语言。对于我这种非科班出身，但对前沿科技充满好奇的业余爱好者来说，简直是福音。书中对制造工艺中那些精妙的设计哲学的描述，比如如何通过改变光刻胶的配方来提高分辨率，或者在封装层面如何解决散热和信号完整性的矛盾，都处理得极其接地气。它没有回避技术细节，但总能找到一个绝佳的比喻或类比来支撑论点，让人在轻松愉快的阅读中，不知不觉就掌握了核心的原理。读完后，我感觉自己对手机里那些小小的芯片不再感到神秘莫测，而是多了一份敬畏和理解，仿佛亲身参与了一次顶级的“芯片探秘之旅”。

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