Analysis of Piezoelectric Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Yang, Jiashi

出品人:

页数:520

译者:

出版时间:

价格:$ 137.75

装帧:HRD

isbn号码:9789812568618

丛书系列:

图书标签:

• 压电效应
• 压电材料
• 压电传感器
• 压电致动器
• 能量收集
• 微纳机电系统
• MEMS
• 电子工程
• 材料科学
• 物理学

好的，这是一本关于《材料科学与工程》领域中，专注于先进陶瓷与功能薄膜的专业技术专著的详细简介。 --- 《功能性氧化物薄膜与界面物理：从薄膜生长到器件应用》 书籍概述 本书是一部面向材料科学家、物理学家、电子工程师以及相关领域研究生和高级研究人员的深度专业文献。它系统地阐述了新一代功能性氧化物薄膜的制备技术、微观结构表征，以及由此衍生出的新型电子、光电和能源器件的物理机制与工程挑战。全书紧密围绕“薄膜-界面-功能”这一核心逻辑展开，旨在为读者提供从原子尺度理解到宏观器件性能调控的完整知识体系。 内容深度与广度 本书共分为七大部分，超过三十个章节，涵盖了当前功能薄膜研究中最具活力和挑战性的前沿领域。 第一部分：薄膜生长基础与原子级控制 本部分奠定了全书的理论和实验基础。首先回顾了薄膜沉积的经典理论，如化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）的相平衡与动力学过程。随后，重点深入探讨了原子层沉积（ALD）技术在精确厚度控制和复杂结构构建中的核心优势。详细分析了基底选择对薄膜晶体取向、晶粒尺寸和应力状态的影响，并引入了原位监测技术（如实时椭偏仪和RHEED）在生长过程中实时反馈和校正生长参数的关键作用。内容特别强调了应变工程（Strain Engineering）在调控薄膜电子结构中的基础作用。 第二部分：结构表征与缺陷物理 掌握薄膜的真实结构是实现功能的前提。本部分详尽介绍了先进的结构表征技术。在宏观尺度上，讨论了X射线衍射（XRD）在分析晶相、残余应力和畴结构方面的应用。在微观和原子尺度上，深入剖析了透射电子显微镜（TEM/STEM）在解析界面结构、位错和析出相方面的能力，特别是高角环形暗场（HAADF-STEM）在分辨轻元素和重元素对比上的优势。此外，专门一章探讨了氧空位、阳离子非化学计量比等本征缺陷如何通过费米能级调控影响材料的电学和催化活性。 第三部分：铁电性与多铁性薄膜 这一部分聚焦于具有电场耦合效应的先进材料。详细分析了典型的钙钛矿结构铁电体（如BaTiO₃, PZT）薄膜中的畴壁动力学和电滞回线特性。重点讨论了界面极化效应（Interface Polarization Effect）如何改变薄膜的有效自发极化，并介绍了通过应力耦合诱导的应力孪晶相（Stress-Induced Twin Phases）在提升铁电性能方面的应用。对于多铁性材料（如BiFeO₃），书籍剖析了电场和磁场之间的磁电耦合机制及其在非易失性存储器（MeRAM）中的潜力。 第四部分：电子输运与界面效应 本部分探讨了功能薄膜中的电荷传输机制。内容涵盖了从尧金斯-纽伯里传输、肖特基发射到隧道效应的各种输运模型。核心在于解析异质结界面的物理特性。详述了如何通过精确控制界面能带对齐（Band Alignment）来设计肖特基势垒、实现高效的载流子注入或阻挡，这对于构建高性能的紫外光电探测器和薄膜晶体管至关重要。特别关注了二维电子气（2DEG）在复杂氧化物界面（如LaAlO₃/SrTiO₃）中的自发形成及其高度导电性。 第五部分：氧化物半导体与光电器件 本章侧重于宽禁带氧化物半导体（如ZnO, In₂O₃, Ga₂O₃）在下一代电力电子和光电子领域的应用。详细讨论了这些材料的本征n型导电性来源及其掺杂策略。在光电器件方面，书籍系统梳理了薄膜太阳能电池中光吸收层、缓冲层和传输层的设计原则，并深入探讨了缺陷钝化技术对降低薄膜光电探测器暗电流的关键作用。 第六部分：催化与储能应用中的界面调控 该部分将薄膜材料的应用拓展到电化学领域。在燃料电池和电解水制氢方面，书籍分析了多孔氧化物薄膜作为三相界面（电子、离子、气体）催化剂的结构要求，并阐述了表面晶格氧的活性对氧还原/析氧反应速率的影响。对于锂离子电池或固态电池中的电解质薄膜，重点介绍了界面阻抗谱（EIS）分析方法，以及如何通过界面工程减少固态电解质与电极之间的接触电阻。 第七部分：前沿挑战与未来展望 最后一部分对当前研究中的瓶颈问题进行了总结和展望。讨论了如何利用机器学习与高通量计算加速新型氧化物组合的筛选过程；探讨了在柔性衬底上制备高质量、高应变容忍度的功能薄膜的技术难题；并预见了在拓扑绝缘体薄膜和量子限域结构中探索新物理现象的可能性。 本书的特色 1. 深度耦合实验与理论：书中不仅提供了器件性能数据，更着重于从量子力学和固态物理角度解释这些宏观现象背后的微观根源。 2. 强调界面物理：本书将界面视为功能产生和调控的核心区域，系统性地梳理了晶格失配、电子结构突变和缺陷扩散在界面处的行为。 3. 工程化视角：内容紧密联系工业需求，讨论了薄膜在大规模制造过程中面临的均匀性、稳定性及成本控制等实际工程问题。 --- 目标读者：从事功能材料制备与表征的高校师生、国家级实验室研究人员、以及半导体、传感器和新能源领域的工程师。 预计篇幅：约1200页（包含大量图表、数据分析和参考文献）。

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