Quantum Phenomena (Modular Series on Solid State Devices, Vol 8) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley

作者:Supriyo Datta

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1989-01

价格:USD 51.33

装帧:Hardcover

isbn号码:9780201079562

丛书系列:

图书标签:

• quantum
• mechanics
• 量子现象
• 固态器件
• 量子力学
• 凝聚态物理
• 半导体物理
• 电子学
• 物理学
• 材料科学
• 量子技术
• 模块化系列

好的，这是一本名为《半导体器件模块系列，第8卷：量子现象》的图书的简介。 图书简介：半导体器件模块系列，第8卷：量子现象 导言：跨越经典与量子的鸿沟 《半导体器件模块系列，第8卷：量子现象》深入探讨了在现代半导体技术发展中日益凸显的量子力学效应。本卷旨在弥合经典半导体物理学与新兴量子电子学之间的鸿沟，为读者提供一个严谨而全面的框架，理解半导体材料和器件在原子尺度上所展现出的奇特行为。本书的定位不仅仅是一本教科书，更是一份对微观世界深刻洞察的指南，它解释了为什么我们必须超越传统的能带理论和晶体管模型，才能真正掌握下一代电子器件的潜力。 本书的结构经过精心设计，从量子力学的基础原理出发，逐步深入到半导体异质结构中的复杂现象。我们聚焦于那些在经典物理学中无法解释，但在现代纳米电子学和光电子学中至关重要的现象，如隧穿效应、量子限制、以及半导体纳米结构中的激子行为。 第一部分：量子力学基础与半导体环境的结合 本卷的开篇回顾了理解量子现象所必需的核心理论工具。我们不满足于仅仅罗列薛定谔方程，而是着重探讨其在周期性势场（如晶体格点）中的应用，特别是如何推导出布洛赫定理（Bloch's Theorem）。这是理解半导体中电子波函数特性的基石。 晶体中的电子态： 详细分析了晶格周期性势场如何导致能带结构（Energy Bands）的形成，并区分了有效质量（Effective Mass）的概念。这一部分着重于如何利用量子力学的视角来解释导体、绝缘体和半导体的区别，而非仅仅停留在费米能级的定义上。 波函数与概率解释： 重新审视了波函数的物理意义，并将其应用于描述半导体内的载流子。重点讨论了在强电场或窄结区域，波函数的叠加和退相干效应，为后续讨论量子输运打下基础。 第二部分：量子限制效应：维度降低的影响 随着制造工艺的进步，半导体器件的尺寸已进入纳米量级，量子限制效应（Quantum Confinement Effect）成为主导因素。本部分系统地分析了维度从三维（体材料）到零维（量子点）的变化如何彻底重塑材料的光学和电学性质。 二维电子气（2DEG）： 详细研究了在异质结界面（如GaAs/AlGaAs）中形成的二维电子气。讨论了其特殊的密度和输运特性，包括量子霍尔效应的早期概念引入，强调了界面势垒在约束载流子方面的关键作用。 量子阱（Quantum Wells）： 深入分析了单量子阱和多量子阱结构。重点阐述了能级的分立化（Quantization of Energy Levels）如何导致发射光谱的蓝移，以及这种结构在垂直腔面发射激光器（VCSEL）中的应用。我们分析了阱深、阱宽对激发态和基态能量的精确调控。 量子线与量子点： 探讨了一维和零维结构对电子态的极端限制。对于量子点，本书特别关注了其“人工原子”的特性，即能级分离度与环境温度无关的特性，这是实现高稳定性光电器件的关键。 第三部分：量子输运现象：超越漂移-扩散模型 在微观尺度下，载流子的输运不再仅仅由经典的热激发和散射决定，量子力学效应，特别是穿透势垒的能力，变得至关重要。 量子隧穿（Quantum Tunneling）： 这一章节是本书的重点之一。我们首先从WKB近似开始，建立起精确描述粒子穿透有限宽度势垒的理论框架。随后，本书将理论应用于半导体器件中： 隧道二极管（Tunnel Diodes）： 详细分析了p-n结在强掺杂下的负微分电导区，解释了这种反直觉现象的量子起源。 隧道场效应晶体管（TFETs）： 探讨了带间隧穿（Interband Tunneling）在实现超低亚阈摆幅（Subthreshold Swing）中的潜力，这是克服传统MOSFET功耗瓶颈的关键技术。 干涉与相干输运： 虽然在宏观器件中难以观测，但本书引入了介观物理学的概念，讨论了电子波在纳米尺度导线中可能发生的相干传输，包括反局域化效应的初步讨论。 第四部分：自旋与半导体：自旋电子学的量子基础 本卷的最后一部分将目光投向了载流子的另一个自由度——自旋。量子力学自然地将自旋纳入描述，而半导体平台为利用和操纵电子自旋提供了独特的环境。 半导体中的自旋轨道耦合（Spin-Orbit Coupling, SOC）： 解释了在晶体势场中，电子的运动和内禀角动量如何相互作用，从而产生自旋分裂的能带。重点讨论了Rashba和Dresselhaus效应，以及它们在非磁性半导体中诱导自旋电流的潜力。 自旋注入与检测： 介绍了如何将自旋极化电流注入到非磁性半导体异质结构中，并利用Hanle效应等方法检测和测量载流子的自旋寿命。这部分内容直接连接到自旋晶体管和自旋信息处理的前沿研究。 结语：量子现象驱动的未来器件 《半导体器件模块系列，第8卷：量子现象》旨在为高级本科生、研究生以及专业工程师提供一个扎实且前沿的参考。通过对这些基础量子现象的透彻理解，读者将能够更好地设计、分析和优化下一代基于半导体的量子器件，从超快光电器件到低功耗逻辑电路，直至全新的量子信息处理平台。本书强调的是，理解量子力学，是掌握未来半导体技术革命的必要前提。

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当我翻开《Quantum Phenomena》这本书时，我立刻被它严谨的学术风格和专业性的内容所吸引。我一直对量子力学在固态器件中的应用感到好奇，尤其是那些能够直接影响器件性能的量子效应。我特别希望书中能够详细阐述量子隧道效应（Quantum Tunneling Effect）在纳米电子学中的作用，以及如何利用它来设计新型的存储器和传感器。我也对量子限域效应（Quantum Confinement Effects）在光电器件中的应用充满兴趣，例如在LED和激光器中，量子阱结构是如何影响其发射光谱和效率的。我还希望能了解，书中是否会涉及一些关于量子点（Quantum Dots）的最新研究进展，以及它们在显示技术、太阳能电池和生物标记等领域的应用。此外，我一直对霍尔效应（Hall Effect）在固态器件中的重要性有所了解，但对于量子霍尔效应（Quantum Hall Effect），特别是分数量子霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect）背后的深刻物理意义，一直未能完全理解，希望这本书能够对此进行深入的解析，并阐述其在量子信息处理方面的潜在价值。

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我最近一直在思考，我们现在所依赖的电子设备，其底层物理原理在多大程度上触及到了量子世界的边界？这本书《Quantum Phenomena》正好提供了一个绝佳的机会来深入了解这一点。我个人对狄拉克方程在描述固体材料中电子行为方面的应用非常感兴趣，虽然它可能是一个相对进阶的话题，但我相信作为一本深入探讨量子现象的书籍，它应该会至少提及，甚至进行一定的阐释。另外，对于量子霍尔效应，尤其是分数量子霍尔效应，它的出现是如何颠覆我们对电子流动的传统认知的，以及它在未来量子信息处理中可能扮演的角色，这些都是我非常想在书中找到答案的问题。我也希望书中能提供一些实际的器件例子，说明这些量子现象是如何被工程师们巧妙地运用到实际产品中的，比如在某些高灵敏度的传感器，或者在高效的能量转换器件中。我特别期待书中能够解释“量子退相干”是如何影响器件性能的，以及科学家们是如何努力克服这一挑战的。总之，我希望这本书能够满足我对量子现象在固态器件领域好奇心的同时，也能激发我更多的思考和研究兴趣，让我能够站在更高的维度去理解和看待电子科技的发展。

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收到这本书，我首先是被它的学术严谨性所吸引。我一直认为，要真正理解固态器件的深层原理，离不开对量子力学的扎实掌握。《Quantum Phenomena》这个书名本身就暗示了其内容的深度和广度。我特别希望书中能够详尽地介绍玻色-爱因斯坦凝聚体（Bose-Einstein Condensates）在固态材料中的表现，以及如何通过控制温度和密度来操纵这种奇特的量子物态。这对于理解超导材料和超流体现象至关重要。此外，我一直对费米液体理论（Fermi Liquid Theory）在描述金属和半导体中电子集体行为方面的应用感到好奇，希望书中能对此有深入的阐述，并说明它与单粒子近似的根本区别。我也期待书中能提及一些关于拓扑相（Topological Phases）的量子现象，例如量子自旋霍尔效应（Quantum Spin Hall Effect）及其在无耗散导电方面的潜力。我希望这本书不仅能让我理解理论概念，还能引导我思考如何将这些抽象的量子现象转化为实际的工程应用，从而推动下一代电子器件的发展。

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这本书的到来，点燃了我对固态器件领域未来发展方向的无限遐想。《Quantum Phenomena》这个书名，预示着它将触及到那些最核心、最根本的物理原理。我尤其期待书中能够深入探讨量子相干性（Quantum Coherence）在量子计算中的作用，以及如何通过特定的固态平台来制备和维持这种脆弱的量子状态。我也希望能了解到，量子纠缠（Quantum Entanglement）在固态器件中是如何被利用来构建高效的量子通信网络，以及相关的安全性和实用性问题。另外，对于拓扑物态（Topological States of Matter）的研究，我一直觉得它蕴含着巨大的潜力，希望书中能够对拓扑绝缘体（Topological Insulators）和拓扑超导体（Topological Superconductors）等概念进行详细的解释，并阐述它们在实现无损耗输运和拓扑量子计算方面的可能性。这本书对我来说，是一个探索未知、激发灵感的宝库，我希望它能够为我打开一扇通往量子器件新时代的大门。

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这本书封面设计简洁而专业，封面上“Quantum Phenomena”字样散发着一种严谨而神秘的气息。我购买这本书的初衷，很大程度上源于我对未来科技发展趋势的关注，尤其是那些依赖于量子力学原理的下一代电子器件。我特别希望这本书能深入探讨量子相干性、量子纠缠等现象如何在固态器件中得到实现和应用。想象一下，如果我们可以利用量子纠缠来构建超高安全性的通信系统，或者利用量子相干性来开发前所未有的计算能力，那将是多么令人振奋的场景！这本书的“Modular Series”定位也让我感到安心，这意味着它可能不是一个巨大的、令人生畏的知识体系，而是可以分模块、有重点地进行学习，这对于我这样在繁忙工作之余进行自我提升的读者来说，无疑是一个巨大的福音。我期待书中能有关于自旋电子学（Spintronics）的介绍，这门学科利用电子的自旋自由度来存储和处理信息，与传统的电荷电子学互补，潜力巨大。我还对书中是否会涉及拓扑量子计算的基本概念感到好奇，虽然这可能是一个更前沿的领域，但作为固态器件领域的最新进展，我相信它不会被忽视。希望这本书能够为我打开一扇通往量子器件新世界的大门，让我能更清晰地看到未来的发展方向。

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这本书的书名《Quantum Phenomena》本身就暗示着它将带领读者深入探索那些最基本、最令人着迷的物理规律。作为一名对固态器件领域充满热情的研究者，我特别关注书中是否会涉及对量子相变（Quantum Phase Transitions）的深入讨论，以及这些相变是如何在凝聚态物质中发生的，例如在磁性材料或超导材料中。我还希望能了解，量子退相干（Quantum Decoherence）是如何影响固态器件的性能，以及如何通过材料设计和环境控制来减缓这一过程。我也对书中是否会介绍一些关于自旋电子学（Spintronics）的前沿进展感到好奇，比如如何利用电子自旋来存储和处理信息，以及这与传统电荷电子学相比有何优势。如果书中能提供一些关于如何利用量子纠缠效应来构建新型逻辑门或存储单元的理论基础，那无疑将是一大亮点。总而言之，我期望这本书能够为我提供一个坚实的理论基础，让我能够更深入地理解当前固态器件的局限性，并为未来突破性的创新指明方向。

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读到《Quantum Phenomena》这本书，我内心充满了期待。一直以来，我都被那些看似违背直觉的量子现象所吸引，例如量子叠加和量子测量，以及它们如何影响微观粒子的行为。我希望这本书能够深入解释在固态器件中，如半导体材料中，这些量子效应是如何体现出来的。我尤其想了解，当电子被限制在纳米尺度时，它们的能量谱是如何量子化的，以及这如何影响器件的导电性和光学特性。例如，我一直对量子阱（Quantum Wells）、量子线（Quantum Wires）和量子点（Quantum Dots）的形成原理和它们在光电器件中的应用感到好奇。我也希望书中能详细介绍负折射率材料（Negative Refractive Index Materials）及其背后的量子物理原理，以及它们在超材料（Metamaterials）领域的应用前景。另外，关于量子态的制备、控制和测量，我希望书中能够提供一些清晰的解释和实例，让我能够更好地理解如何利用这些奇特的量子性质来构建未来的电子器件。

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哇，拿到这本《Quantum Phenomena》，真的太让人兴奋了！我一直对量子力学在固态器件中的应用充满好奇，而这本书的副标题“Modular Series on Solid State Devices, Vol 8”更是让我觉得它一定能在某个特定领域深入挖掘，而不是泛泛而谈。我尤其期待它在量子隧穿、量子限制效应（比如量子阱、量子线、量子点）以及电子在周期势场中的行为（布洛赫定理）等方面的讲解。这些概念听起来就非常迷人，也确实是理解现代半导体器件（如MOSFET、LED、激光器、甚至一些新兴的量子器件）工作原理的关键。我希望这本书能够用清晰易懂的方式，将这些抽象的概念具象化，通过恰当的图示和公式推导，让我不仅能理解“是什么”，更能明白“为什么”。例如，关于量子隧穿，我一直想知道它在纳米级器件中的具体表现，以及如何通过材料选择和结构设计来控制和利用这一现象。另外，对于量子限制效应，我希望它能详细阐述不同维度下（0D, 1D, 2D）的量子限制对电子能谱和输运性质的影响，以及这些效应如何被应用于制造性能更优越的光电器件或电子器件。总而言之，这本书在我心中是一个宝藏，我迫不及待地想开始我的探索之旅，希望它能解答我心中长久的疑惑，并开启我对量子世界更深层次的认知。

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当我拿到《Quantum Phenomena》这本书时，我立刻感受到一股强大的学术气息扑面而来。我一直对量子力学在固态器件中的深刻影响充满了好奇，尤其是一些看似“反常识”的量子现象。我非常期待书中能够详细阐述量子穿隧效应（Quantum Tunneling Effect）的物理机制，以及它在现代电子器件，如闪存和扫描隧道显微镜（STM）中的实际应用。我也对书中关于量子限制效应（Quantum Confinement Effects）的讲解充满期待，特别是它如何改变半导体材料的能带结构，从而影响其光学和电学性质，这对于理解LED、激光器和太阳能电池的工作原理至关重要。此外，我一直想深入了解量子霍尔效应（Quantum Hall Effect），特别是分数量子霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect）所展现出的奇特物理行为，以及它与拓扑学的联系。如果书中能够提供一些关于如何利用量子现象来设计和制造新型功能材料的指导，那就更具价值了。总而言之，我希望这本书能够让我对量子世界在固态器件中的奥秘有更深入的理解，并激发我对未来科技发展的更多思考。

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这本书的出版，恰逢我对量子计算和量子通信日益增长的兴趣。我一直觉得，固态器件是实现这些尖端技术最有可能的平台之一。《Quantum Phenomena》的出现，让我看到了将理论知识与实际应用相结合的希望。我非常期待书中能够详细介绍量子比特（Qubit）的几种主要实现方式，例如超导量子比特、半导体量子点量子比特，以及它们各自的优缺点和面临的挑战。我也希望能了解量子纠缠是如何在这些固态系统中被制备和维持的，以及它在量子算法和量子密钥分发中的作用。另外，我对于量子退火（Quantum Annealing）在解决优化问题方面的应用也充满兴趣，希望书中能对此有相关的介绍。如果书中还能提供一些关于如何设计和制造具有特定量子性质的材料的指导，那就更完美了。总而言之，这本书对我来说，不仅仅是一本学习材料，更是一个探索未来科技发展方向的指南针，我希望它能帮助我更好地理解量子世界在信息技术领域的巨大潜力。

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这本书真的很好读，图也很棒

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