Porous Silicon Carbide and Gallium Nitride pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Feenstra, Randall M./ Wood, Colin E. C.

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2008-6

价格:1832.00元

装帧:

isbn号码:9780470517529

丛书系列:

图书标签:

• 多孔碳化硅
• 氮化镓
• 半导体材料
• 材料科学
• 纳米材料
• 薄膜技术
• 器件物理
• 宽禁带半导体
• 材料特性
• MEMS

《多孔硅化碳与氮化镓》 书籍简介 本书深入探讨了两种极具前景的宽禁带半导体材料——多孔硅化碳（Porous Silicon Carbide, PSC）和多孔氮化镓（Porous Gallium Nitride, PGaN）——在微纳技术和先进器件领域的应用潜力。本书不仅详细阐述了这两种材料的制备工艺、结构特性，更着重于分析其独特的物理和化学性质如何转化为创新的应用解决方案。 第一部分：多孔硅化碳（PSC）的制备、表征与特性 本部分将全面介绍多孔硅化碳的制备方法，包括但不限于电化学腐蚀法（EC etching）、氧化-还原法以及等离子体刻蚀法。我们将详细分析不同制备工艺参数（如电解液成分、电流密度、腐蚀时间、温度等）对多孔结构（如孔隙率、孔径分布、孔隙形状、互连性）的影响，并提供相应的表征技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）以及比表面积分析（BET）。 深入讨论PSC的独特性质，包括其巨大的比表面积、可调控的孔隙结构、优异的化学稳定性以及良好的电学和光学特性。我们将探讨这些性质如何因其多孔结构的引入而得到显著增强或改变，例如，比表面积的增加如何促进催化反应和传感应用，可调孔径如何影响其作为过滤介质的性能，以及表面缺陷和重构如何影响其发光和载流子传输特性。 第二部分：多孔氮化镓（PGaN）的制备、表征与特性 与PSC类似，本部分将详细介绍PGaN的制备技术，包括电化学蚀刻、阳极氧化、干法刻蚀等。重点关注不同工艺路线在控制PGaN的形貌、孔隙率和材料完整性方面的优势与挑战。我们将介绍使用SEM、TEM、AFM、PL（光致发光）等技术对PGaN进行全面的结构和光学表征。 阐述PGaN所展现出的独特物理化学性质。其高硬度、高耐热性和宽禁带特性在多孔化后将得到进一步的放大和利用。本书将特别关注PGaN在不同气氛和温度下的表面化学反应性，以及其光电特性，例如，不同孔隙结构对载流子寿命和发光效率的影响。 第三部分：多孔硅化碳（PSC）在各个领域的创新应用 本部分将聚焦PSC在实际应用中的突破性进展。 传感器与检测技术： 详细介绍PSC作为气体传感器、生物传感器以及化学传感器的原理。其巨大的比表面积和可调控的表面化学性质使其能够高效吸附和响应目标分析物。我们将探讨不同气敏材料（如金属氧化物、导电聚合物）与PSC复合后，如何实现超高灵敏度、快速响应和长寿命的传感器件。 催化与能源转化： 深入分析PSC作为多相催化剂载体或直接催化剂的潜力。其高表面积有利于提高催化剂的负载量和活性位点密度。本书将重点介绍PSC在氢气生产、CO2转化、有机合成等领域的应用案例，以及其作为燃料电池电极材料的优势。 微流控与过滤： 阐述PSC在微流控芯片和过滤膜中的应用。其精密可控的孔隙结构使其成为理想的分离和过滤介质，可用于细胞分选、污染物去除以及样品前处理。 生物医学应用： 探讨PSC在药物递送、组织工程支架以及生物成像方面的潜在用途。其生物相容性、可降解性以及表面功能化的可能性为开发新型生物医学材料提供了广阔前景。 第四部分：多孔氮化镓（PGaN）的开创性应用 本部分将深入挖掘PGaN在各个高科技领域的应用前景。 高性能电子器件： 重点关注PGaN在高频、高温、高功率电子器件中的作用。其多孔结构可以改善器件的散热性能，降低寄生效应，提高器件的可靠性和性能。例如，在功率MOSFETs和高频晶体管中的应用。 光电子学与固态照明： 探讨PGaN在LEDs（发光二极管）、激光器和光探测器中的应用。多孔化可以改善器件的光提取效率，调控发光波长，并可能实现新型光电器件。 MEMS/NEMS（微机电系统/纳米机电系统）： 介绍PGaN在制造高性能MEMS/NEMS器件中的优势，如其高机械强度和耐腐蚀性使其适用于恶劣环境下的传感器和执行器。 先进催化与分离： 类似于PSC，PGaN的多孔结构也赋予其在催化和分离领域的重要应用。本书将讨论其在高温催化反应、选择性吸附以及气体分离方面的潜力。 第五部分：PSC与PGaN的综合应用与未来展望 本部分将对前述内容进行总结，并探讨PSC和PGaN的结合应用或协同效应。例如，通过将两种材料进行异质集成，可能产生具有全新功能的复合材料。 最后，本书将对PSC和PGaN的研究和应用前景进行展望，预测未来可能的研究热点和技术突破方向，包括更精密的制备控制、更深入的机理理解以及更广泛的跨学科应用。本书旨在为材料科学家、工程师以及相关领域的研究人员提供一个全面、深入的学习平台，激发更多创新性的研究与开发。

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这本书的封面设计得非常有质感，那种深邃的蓝色调与页面上那些复杂的晶格结构图形成了鲜明的对比，一下子就吸引了我这个对材料科学有着浓厚兴趣的读者。我首先翻阅了目录，发现其章节编排逻辑清晰，从基础的半导体物理原理讲起，逐步深入到微观的材料合成技术和宏观的器件应用。尤其是关于Porous Silicon Carbide（多孔碳化硅）的部分，作者似乎花费了大量的笔墨来探讨其独特的表面形貌对电子传输性能的影响，这一点让我非常兴奋，因为这正是我目前研究中遇到的一个关键瓶颈。书中对不同孔隙率和孔径分布对电学特性的调控机制的论述，细致入微，不仅仅停留在理论层面，还引用了大量的实验数据来佐证观点，使得整个论述具有极强的说服力。书中引用的文献列表也相当详尽和前沿，显示出作者对该领域最新进展的全面掌握。我特别欣赏作者在介绍高能耗材料制备过程中的那些工程学考量，这让这本书不仅仅是一本纯粹的理论教材，更像是一本结合了尖端研究和实际生产经验的宝贵指南，对于想从实验室走向工业化应用的研究人员来说，简直是如获至宝。

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拿到这本书时，我抱着一种审慎的态度，毕竟涉及“Gallium Nitride”（氮化镓）这种应用广泛且技术迭代极快的材料，很多教材往往跟不上最新的研发步伐。然而，这本书在氮化镓器件的功率放大和高频应用方面的论述，却展现出了令人惊喜的深度和广度。它没有简单地重复教科书上的基本知识，而是聚焦于当前产业界最为关注的几个痛点：如异质结界面处的缺陷控制、欧姆接触的优化，以及高温工作环境下的可靠性问题。作者在讨论GaN HEMT（高电子迁移率晶体管）的击穿机制时，引入了一种非常直观的物理模型，帮助我迅速理解了那些复杂的量子限制效应是如何影响器件性能的。更让我印象深刻的是，书中对第三代半导体材料的未来发展趋势进行了前瞻性分析，特别提到了与超宽禁带半导体（如AlGaN）的集成策略，这为我规划未来的研究方向提供了非常及时的启发。阅读过程中，我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在与一位资深的行业专家进行一场高水平的学术对话，这种互动感是很多传统教材所缺乏的。

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这本书的排版和装帧设计，虽然看起来朴实无华，但处处体现了学术著作的专业性。字体选择适中，行距合理，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳，这对于一本动辄数百页的专业书籍来说至关重要。我特别留意了书中的术语一致性，从头到尾对关键概念的表述口径保持高度统一，这在跨学科交叉的材料领域尤为难得，避免了因不同作者或不同背景的描述方式带来的混淆。书中对几种关键的材料表征技术，如TEM（透射电子显微镜）和XRD（X射线衍射），在分析SiC和GaN薄膜的微观结构缺陷时如何应用，进行了详尽的案例分析。这些分析不仅仅停留在“如何操作”的层面，更深入到了“如何解读”那些复杂的衍射花样和晶格缺陷图像，这对于材料表征人员来说，提供了非常实用的进阶指导。它成功地弥合了基础物理原理与前沿实验分析技术之间的鸿沟。

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坦率地说，这本书的数学推导部分并不轻松，对于非专业背景的读者来说可能需要花费额外的时间去消化。特别是关于SiC材料的能带结构计算和载流子输运模拟章节，涉及大量的偏微分方程和线性代数工具。不过，正是这种严谨性，保证了书中结论的可靠性。我注意到，作者在引入每一个复杂的公式时，都会清晰地解释其背后的物理意义，避免了纯粹公式堆砌的弊病。举个例子，在解释空穴陷阱效应时，作者不仅给出了数学表达式，还配以生动的能带图解，清晰地描绘了载流子在禁带缺陷处的捕获与释放过程，这极大地降低了理解难度。全书的图表质量非常高，线条清晰，数据标注准确，许多关键的实验结果对比图，比如不同掺杂浓度下的霍尔效应测量数据，一目了然，直接体现了实验参数对材料性能的决定性影响。对于需要进行仿真建模和参数拟合的工程师来说，这本书无疑是构建精确物理模型的重要参考蓝本。

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整体而言，这本书成功地架设起了一座桥梁，连接了多孔半导体结构（Porous Semiconductors）的独特性质与高性能电子器件的实际需求。我个人认为，这本书的价值远超一般的参考手册，它更像是一部集大成的知识体系，系统地梳理了碳化硅和氮化镓这两个明星半导体材料在特定形态下的物理化学行为。作者不仅对材料本身的本征特性进行了深刻剖析，更关注了环境因素，如温度、应力场对这些纳米结构材料长期稳定性的影响。特别是关于多孔结构在热管理和高功率密度应用中的潜力探讨，展现了极具前瞻性的视角。阅读此书，我深切体会到材料科学的魅力在于其跨越尺度的复杂性，从原子尺度的键合到宏观器件的性能指标，无一不体现了深刻的物理规律。对于任何一个立志于在功率电子、光电器件或先进传感器领域有所建树的研究人员，这本书都值得被置于案头，反复研读。

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