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出版者:Wiley-Interscience

作者:Simon M. Sze

出品人:

页数:832

译者:

出版时间:2006-10-27

价格:USD 186.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471143239

丛书系列:

图书标签:

• 半导体物理
• 半导体
• 施敏
• semiconductor
• 英文原版
• 科学和心理学
• 研究生专业课
• 物理
• Semiconductor Devices
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《量子迷宫：纳米世界中的奇迹》 本书将带领您踏上一段深入探究量子力学奇妙世界的旅程，重点关注那些在纳米尺度上涌现的令人惊叹的现象及其潜在的应用。我们并非聚焦于常见的半导体器件的原理，而是将目光投向那些更为基础、更为前沿的量子效应，以及如何利用这些效应创造出全新的物质形态和功能。 第一章：穿越普朗克尺度——量子世界的边界 本章将从宏观世界的熟悉规则逐渐瓦解开始，介绍量子力学的基本概念，如波粒二象性、量子叠加和量子纠缠。我们将探讨为何在极小的尺度下，经典物理学的预测不再适用，以及这些看似反直觉的现象如何构成了我们理解宇宙的全新框架。我们将通过生动的类比和清晰的图示，帮助读者建立对量子世界的直观认识，为后续内容的深入理解打下基础。 第二章：量子囚笼——纳米结构的奥秘 在本章中，我们将深入研究纳米结构，特别是那些利用量子效应来操纵电子和光子的材料。我们将探讨量子点（Quantum Dots）的独特性质，即它们因尺寸限制而产生的离散能级，以及如何通过控制量子点的大小来调谐其光学和电子特性，从而实现颜色、发光效率等方面的精确控制。此外，我们还将介绍量子线（Quantum Wires）和纳米薄膜（Thin Films）等其他纳米结构的量子行为，理解它们为何能在特定应用中展现出超越宏观材料的优异性能。 第三章：叠加与纠缠——信息传输的量子革命 量子叠加和量子纠缠是量子力学中最具颠覆性的概念之一，也是未来信息技术的核心驱动力。本章将详细阐述这两个概念的物理意义，并探讨如何利用这些量子特性来实现超高速的计算和安全的通信。我们将介绍量子比特（Qubit）的概念，以及它如何通过叠加态存储比经典比特更多的信息。同时，我们将深入探讨量子纠缠的“鬼魅般的超距作用”，以及它在量子通信（Quantum Communication）和量子密钥分发（Quantum Key Distribution）中的关键作用，解释为何量子通信能够实现理论上的绝对安全。 第四章：量子隧穿——穿透不可能的屏障 量子隧穿效应是另一项令人着迷的量子现象，它允许粒子“穿过”经典物理学中认为不可逾越的能量势垒。本章将详细解释量子隧穿的微观机制，并通过实例说明其在自然界和科技应用中的体现。我们将探讨量子隧穿在扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope, STM）中的应用，理解其如何实现对单个原子和分子的成像。此外，我们还将简要介绍量子隧穿在某些新型电子器件和化学反应中的潜在作用。 第五章：光与物质的量子舞蹈——光子学的新边疆 光子作为量子世界的另一个重要参与者，与物质的相互作用构成了丰富多彩的光子学现象。本章将聚焦于量子光学的基本原理，探讨如何利用量子效应来控制和操纵光。我们将介绍单光子源（Single-photon Sources）的制备和应用，以及它们在量子信息处理和高灵敏度测量中的关键作用。同时，我们将探讨非线性光学（Nonlinear Optics）的量子层面，例如参量放大（Parametric Amplification）和光学纠缠的产生，以及这些现象如何在未来的光学计算和量子传感领域发挥作用。 第六章：未来展望——量子技术的无限可能 在旅程的最后，我们将目光投向由量子效应驱动的未来科技。本章将概述当前量子技术的研究热点和发展趋势，包括量子计算（Quantum Computing）的进展，如超导量子比特、离子阱量子比特等不同的实现路径，以及它们在解决复杂问题方面的巨大潜力。此外，我们还将探讨量子传感（Quantum Sensing）的最新进展，例如利用原子干涉仪实现超高精度测量，以及量子模拟（Quantum Simulation）在材料科学、药物发现等领域的应用前景。本书将激发读者对量子世界的好奇心，并展现出这些前沿科学如何重塑我们的未来。

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这本书所带来的，是一种“知其所以然”的深刻理解。在接触这本书之前，我对半导体器件的认知，更多地停留在“表象”层面。我能够理解MOSFET的工作原理，知道栅极电压可以控制漏极电流，但对于“为什么”会这样，却知之甚少。而这本书，则以其严谨的逻辑和清晰的论证，为我揭示了半导体器件背后的“灵魂”。作者对于能带理论的深入阐述，让我明白了电子在晶体中的运动并非是自由的，而是受到晶格势场和电场的影响。他对于载流子输运机制的细致分析，让我理解了漂移和扩散是如何共同作用，形成电流的。书中对PN结的讲解，从能带图的视角出发，清晰地展示了势垒的形成过程，以及电场如何影响载流子的运动。而对于MOSFET，作者更是将栅极电压、半导体表面电场、耗尽层和反型层的形成，以及载流子在沟道中的运动，都描绘得淋漓尽致。我尤其欣赏作者在解释这些复杂概念时，所使用的精妙比喻和直观图示，它们极大地帮助我克服了对抽象概念的理解障碍。读完这本书，我感觉自己仿佛拥有了一双“透视眼”，能够看穿半导体器件的表象，直达其核心的物理机制。这对于我日后的学习和工作，无疑具有深远的意义。

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坦白说，在拿到这本书之前，我曾对“半导体器件的物理”这个主题感到一丝畏惧。总觉得它过于偏向理论，远离实际应用，充满了晦涩难懂的公式。然而，这本书彻底颠覆了我的这种看法。作者在保证学术严谨性的同时，展现出了卓越的沟通技巧，让那些原本枯燥的物理原理变得生动有趣。他巧妙地运用了大量的图例和示意图，这些图不仅仅是插图，更是理解复杂概念的“钥匙”。例如，在讲解少数载流流子的注入和扩散时，书中那些清晰的浓度剖面图，让我瞬间就能理解注入量、扩散长度以及电场对载流子运动的影响。而且，作者并没有回避那些实际工程中遇到的问题，比如寄生效应、温度影响、材料缺陷等，而是将它们融入到理论分析之中，让我明白了理论与实践之间的紧密联系。阅读这本书的过程，就像是在进行一场激动人心的科学探险，每解决一个理论难题，都让我对半导体器件的“内在逻辑”有更深的认识。我甚至开始重新审视我日常工作中使用的电子产品，仿佛能看到它们背后那些微观粒子在按照书中的物理规律默默工作。这本书为我打开了一扇全新的视角，让我能够以一种更本质、更深刻的方式去理解和欣赏现代电子技术。

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作为一名在电子信息领域深耕多年的研究者，我曾阅读过不少关于半导体器件的书籍，但不可否认，《Physics of Semiconductor Devices》这本书在众多同类书籍中独树一帜，其深度和广度都达到了令人惊叹的高度。作者不仅对半导体器件的基本原理进行了详尽的阐述，更重要的是，他深入挖掘了这些原理背后的物理本质。他对于能带理论的讲解，不仅限于简单的导带和价带，更是对各种晶体结构下的能带色散关系进行了深入分析，这对于理解载流子输运的复杂性至关重要。书中关于半导体中载流子统计分布的讨论，从经典统计到量子统计，再到费米-狄拉克分布，每一个环节都推导严谨，逻辑清晰，让我对材料的导电特性有了更为深刻的理解。更令我印象深刻的是，作者在讲解各种半导体器件时，都能够将宏观的器件特性与微观的物理机制完美地结合起来。例如，在介绍MOSFET的工作原理时，作者不仅分析了栅极电压对半导体表面电场的影响，还深入探讨了耗尽区和反型层的形成机制，以及载流子在沟道中的运动过程。他对衬底掺杂浓度、栅氧化层厚度等参数对器件性能的影响也进行了细致的分析，这对于实际器件的设计和优化具有重要的指导意义。这本书的阅读过程，对我而言，更像是一次对半导体物理学的一次全面而深刻的“洗礼”，它让我能够以一种更加宏观和本质的视角来理解半导体器件的奥秘。

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我必须说，这本书的深度和广度着实让我惊叹。作为一名在半导体行业摸爬滚打多年的工程师，我一直试图寻找一本能够系统性地梳理我零散知识的著作，而这本书正是满足了我极高的期待。它不仅仅停留在对基本器件原理的描述，更是深入到了这些原理的物理根源，例如，作者对载流子散射机制的详尽分析，从声子散射到杂质散射，再到界面散射，每一个都用严谨的数学推导和清晰的物理图像来阐释，让我对晶体管的性能限制有了全新的认识。特别是书中关于热载流子效应和隧道效应的章节，其分析的精细程度和理论的完备性，是我在其他任何资料中都未曾见过的。作者通过对量子力学概念的巧妙运用，将这些在微观层面发生的复杂现象，转化为宏观器件行为的直观解释，这种能力实在令人佩服。而且，书中对于各种寄生效应的讨论，例如漏电流、结电容、短沟道效应等，都给出了非常详尽的物理模型和解决策略，这对于我们在实际设计中优化器件性能至关重要。我尤其欣赏作者在讨论新一代器件，如FinFET、GAAFET等时，能够精准地把握其核心技术创新点，并从物理层面剖析其优势和挑战。这本书的阅读过程，对我而言，与其说是学习，不如说是一场深刻的自我知识体系的重塑。我发现自己过去许多模糊的认识，在这本书的引导下，变得清晰而有条理，甚至能够预测到一些器件发展的新趋势，这种理论指导实践的能力，正是这本书带给我的宝贵财富。

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这本书给我带来的启示，已经远远超出了我对一本技术书籍的期望。它不仅仅是一本关于“物理”的书，更是一本关于“理解”的书。作者的写作风格非常独特，他能够将极其抽象和复杂的物理概念，转化为一种充满逻辑性和启发性的叙述。我特别喜欢书中对概念的引入方式，总是从一个实际问题出发，然后层层剥茧，直到问题的根源，再用物理学原理来解答。例如，在介绍MOSFET的阈值电压时，作者并没有直接给出公式，而是从栅极电压如何改变半导体表面电场，进而影响耗尽层和反型层形成的过程娓娓道来，让我仿佛亲身经历了一次器件的“诞生”。书中对于各种模型和近似的讨论也非常到位，作者会清晰地说明在什么条件下某个模型是适用的，以及它的局限性在哪里，这种严谨的态度让我对所学知识有了更深刻的理解，也培养了我批判性思维的能力。阅读这本书的过程中，我经常会停下来，反复思考作者提出的每一个论点，并将其与我过去的经验和知识联系起来，这种互动式的学习体验，让我对半导体器件的理解达到了一个新的高度。我曾经花费了大量时间去阅读零散的文献和教程，但总是感觉缺乏一个完整的体系，而这本书恰恰填补了这一空白。它不仅仅是知识的传递，更重要的是它传授了一种解决问题和理解世界的方法论，这对我日后的学习和工作都将产生深远的影响。

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这本书给我带来的最大收获，是它让我理解了“为什么”。在接触这本书之前，我能记住各种器件的结构和参数，也能按照操作手册进行实验，但对于这些“为什么”却知之甚少。本书的作者是一位真正的物理学家，他能够将那些看似遥不可及的量子力学和统计物理学概念，如能带论、载流子统计、热力学平衡等，与我们每天接触的半导体器件紧密联系起来。他解释了为什么PN结会产生势垒，为什么MOSFET的栅极电压能控制漏极电流，为什么不同的材料会有不同的导电特性。每一次对“为什么”的解答，都让我对半导体器件的认识更加深刻，也更加牢固。书中对各种器件的建模和仿真原理的阐述，也让我明白了为何计算机模拟能够如此精确地预测器件的性能。我尤其欣赏作者在解释一些关键物理量时，会追溯到其最根本的定义和推导过程，这对于建立扎实的理论基础至关重要。这本书不只是知识的堆砌，它更是一种思维方式的传承，让我学会如何从最基本的物理原理出发，去分析和解决实际工程问题。读完这本书，我感觉自己不再仅仅是一个“使用”半导体器件的人，而是一个真正“理解”它们的人。

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这本书简直是我在半导体器件领域探索之旅中的一座灯塔。在翻阅它之前，我对半导体器件的理解还停留在初学者层面，知道有PN结、MOSFET这些名词，但对其背后的物理原理却知之甚少。然而，从第一章开始，作者便以一种令人着迷的方式，循序渐进地构建起了半导体物理的宏伟图景。书中的每一个概念，从能带理论到载流子输运，从掺杂的效应到各种器件的结构，都被阐述得清晰透彻，仿佛作者能够洞察每一位读者的思维盲点，并提前准备好了最精准的解答。尤其令我印象深刻的是，作者在解释复杂物理现象时，并非生硬地堆砌公式，而是巧妙地运用类比和直观的图示，使得那些原本令人望而生畏的数学模型变得生动易懂。例如，在讲解费米-狄拉克统计时，作者将半导体中的电子比作在一个充满了不同能量等级的“盒子”里，并用巧妙的比喻解释了温度升高时电子分布的变化，一下子就点亮了我对量子力学在宏观器件应用上的理解。更不用说书中对各种半导体材料特性的深入分析，比如硅、锗、砷化镓，以及它们在不同应用场景下的优劣势，这些信息为我理解当下电子产品的发展提供了坚实的理论基础。我常常在深夜，伴着台灯的光晕，沉浸在这本书构建的严谨而又富有诗意的半导体世界里，每一次翻页都像是揭开了一个新的奥秘，每一次理解一个概念都让我感到由衷的喜悦和成就感。这本书不仅仅是教科书，它更像是一位循循善诱的良师益友，陪伴我一步步深入半导体器件的本质，让我对这个充满活力的领域产生了前所未有的热情和敬畏。

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这本书简直是我在半导体领域知识体系中的一次“升级”。在读这本书之前，我对半导体器件的理解还停留在“知其然”的层面，知道有PN结、MOSFET，也知道它们大概的作用，但对其背后的物理原理却知之甚少。而这本书，则以一种令人着迷的方式，将那些隐藏在器件之下的物理世界一一揭示。作者在解释复杂的物理现象时，展现出了卓越的洞察力和表达能力。他善于运用直观的类比和生动的图示，将抽象的量子力学概念和统计物理学原理，转化成易于理解的语言。例如，在讲解半导体中的载流子输运时，作者不仅阐述了漂移和扩散这两个基本机制，还深入分析了各种散射效应，如声子散射、杂质散射、界面散射等，并给出了相应的数学模型。这些详细的分析，让我能够更深刻地理解器件在实际工作中所面临的挑战，以及如何通过优化材料和结构来提高器件的性能。书中对不同半导体材料特性的比较分析，也极具价值。作者详细介绍了硅、锗、砷化镓等材料的能带结构、载流子迁移率、击穿电压等关键参数，并分析了它们在不同应用场景下的优劣势。这些信息为我理解当前电子产业的发展趋势，以及未来潜在的技术突破方向，提供了坚实的理论基础。

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这是一本真正能够“启迪”读者的书。作者并非简单地罗列事实和公式，而是引导读者去思考“为什么”。他对于半导体器件的讲解，总是从一个具体的问题出发，然后层层递进，直到揭示其最根本的物理原理。我特别喜欢书中关于载流子产生和复合的章节，作者不仅解释了光生载流子的产生机制，还详细分析了不同复合机制，如俄歇复合、陷阱辅助复合等，并给出了相应的速率方程。这些深入的分析，让我能够理解半导体器件在光电转换等方面的性能限制，也为我进行相关研究提供了重要的理论依据。书中对各种器件的建模和仿真方法也进行了详尽的介绍，作者不仅给出了理论模型，还探讨了这些模型在实际仿真软件中的应用。这让我明白了理论研究与工程实践之间的紧密联系，也为我掌握先进的仿真技术打下了坚实的基础。读这本书的过程，对我而言，不仅仅是知识的学习，更是一次思维方式的重塑。它让我学会如何从最基本的物理原理出发，去分析和解决复杂的问题，也让我对半导体器件这个充满魅力的领域产生了前所未有的敬畏和热情。

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我必须坦白，一开始我被这本书的名字吓到了，以为它会是一本充斥着艰涩公式和复杂推导的“天书”。然而，真正翻开它之后，我才发现自己大错特错。作者以一种极其优雅和引人入胜的方式，将半导体器件的物理世界展现在我面前。他的叙述逻辑清晰，层层递进，即使是对于初学者来说，也不会感到难以理解。我尤其欣赏作者在引入每一个新概念时，都会先从宏观现象入手，然后逐步深入到微观的物理机制。例如，他在解释电阻率时，不是直接给出公式，而是先从材料的结构、晶格振动、杂质散射等方面进行描述，再引出电子的漂移和扩散，最终推导出电阻率的表达式。这种“由果溯因”的讲解方式，让我更容易理解概念的由来和适用范围。书中对不同半导体器件的介绍，如二极管、晶体管、光电器件等，也都各有侧重，并突出了它们在物理原理上的共性和差异。我特别被书中关于二极管特性的讨论所吸引，从正向导通到反向击穿，每一个阶段的物理机制都得到了详尽的解释，让我对这个看似简单的器件有了全新的认识。这本书不仅提升了我的理论知识，更重要的是，它点燃了我对半导体物理学的浓厚兴趣，让我渴望继续深入探索这个迷人的领域。

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经典教材

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工具书，公式原理记不住的时候就拿出来看。因为是PDF的版本，经常Ctrl+F找关键词。

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工具书，公式原理记不住的时候就拿出来看。因为是PDF的版本，经常Ctrl+F找关键词。

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这是半导体物理里面的专著，很多人都把它视为圣经，而且确实也是产业界的圣经，但是我个人真心不太喜欢他叙述的方式，有的地方太突兀了，完全不知道公式从何而来。不过这也正是实验物理领域和产业界的人喜欢的吧，他们并不care这个细节。

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绝对的经典，常翻