Electronic Properties of Engineering Materials (Mit Series in Materials Science and Engineering) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley

作者:James D. Livingston

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:1999-12-21

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780471316275

丛书系列:

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电子工程材料的奥秘：一本探索高性能设计基石的著作 在当今瞬息万变的科技浪潮中，材料科学的每一次突破都直接催生了工程领域的革新。从微观的半导体器件到宏观的航空航天结构，材料的电子特性是决定其性能、可靠性和潜力的关键。这本由麻省理工学院材料科学与工程系列出版的《工程材料的电子特性》，正是为了深入剖析这些至关重要的电子行为而精心打造。本书并非一本简单的材料汇编，而是对支撑我们现代技术社会的基石——电子工程材料——的底层物理原理进行了一次深刻而系统的探索。 本书开篇即奠定了坚实的基础，带领读者从原子尺度开始，理解材料中电子的行为模式。它深入探讨了量子力学原理在材料科学中的应用，包括电子在晶体结构中的能带理论。通过清晰的阐述，读者将理解为何某些材料是优良的导体，为何有些是绝缘体，而另一些则展现出半导体的独特导电性。本书详细介绍了费米能级、布里叶变换等核心概念，并结合Bloch定理，解释了电子如何在周期性势场中传播，从而构建起材料导电性的微观图景。 随后，本书将视角从基础理论转向了材料的宏观电子特性及其在实际工程中的体现。对于金属材料，它详尽阐述了自由电子模型如何解释其高导电性，并探讨了杂质、晶界、位错等缺陷对电阻率的影响。读者将深入了解霍尔效应，以及如何利用它来确定载流子浓度和类型，这对于许多电子器件的设计与优化至关重要。此外，书中也涵盖了热电效应，例如塞贝克效应和帕尔捷效应，以及它们在能量转换和温度测量方面的应用前景。 对于绝缘材料，本书重点关注其电子特性如何防止电流通过，以及它们在电子设备中的关键作用，如电介质材料。读者将学习到介电常数、介电损耗、击穿强度等重要参数，并理解电场在绝缘体内部的分布和极化机制。书中还探讨了光电效应，特别是光电导现象，以及某些材料在光照下电导率变化的原理，这对于光电器件的设计至关重要。 本书的核心篇幅之一无疑是对半导体材料的深度解析。从本征半导体的载流子生成与复合，到外延半导体中施主和受主杂质引入的p型和n型导电性，本书层层递进，为读者构建起清晰的认识框架。它详细介绍了PN结的形成机理，包括耗尽层、内建电场和接触电势差，并阐释了二极管和三极管等基本半导体器件的工作原理。读者将接触到载流子输运机制，如漂移和扩散，以及这些机制如何影响器件的性能。书中还涵盖了场效应晶体管（FET）和双极结型晶体管（BJT）等关键器件的结构与工作特性，以及它们在现代集成电路中的核心地位。 除了上述基础材料，本书还对新兴的电子工程材料进行了前瞻性的探讨。这包括导电聚合物，它们结合了聚合物的加工性和金属的导电性，为柔性电子和传感器带来了新的可能。此外，书中也触及了纳米材料的电子特性，例如量子点和碳纳米管，它们展现出的奇异量子效应和独特的电子传输行为，预示着下一代高性能电子器件的出现。读者还将了解到磁性材料的电子特性，例如巨磁阻材料（GMR）和隧道磁阻材料（TMR），它们在数据存储和传感器技术中的关键作用，以及铁电材料和压电材料在信息处理和能量收集方面的潜力。 本书的另一大亮点在于，它不仅仅停留在理论层面，更注重将这些电子特性与材料的加工和制备工艺紧密联系起来。例如，它会讨论薄膜沉积技术、掺杂工艺、退火处理等如何影响材料的电子性能，以及如何通过精确控制这些工艺来优化器件的性能。书中还会涉及材料的表征技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）等，以及如何利用这些技术来理解材料的微观结构与宏观电子性能之间的关联。 对于工程师和研究人员而言，理解材料的电子特性是设计和优化电子器件、开发新材料以及解决工程难题的基石。本书的理论深度和广度，以及其对实际应用的关注，使其成为一本不可或缺的参考书。它不仅能够帮助学生建立起扎实的理论基础，更能为有经验的专业人士提供新的视角和深入的洞察，以应对日益复杂的工程挑战，推动电子工程材料领域的持续进步。

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作为一个在电子材料领域有着多年经验的行业资深人士，我总是希望找到能够刷新我固有认知的书籍。《工程材料的电子特性》无疑做到了这一点。它不仅涵盖了传统电子材料如金属、半导体和绝缘体的基础知识，更深入探讨了近年来备受瞩目的新型功能材料，例如有机半导体、二维材料（如石墨烯和过渡金属硫化物）以及磁性材料等。书中关于这些材料的电子结构、能带理论以及电荷传输特性分析，让我对它们的潜在应用有了更深层次的理解。我尤其关注其中关于材料设计和优化的讨论，如何通过调控材料的组分、微观结构甚至表面性质来获得所需的电子性能，这对我当前在开发下一代传感器材料的工作具有极高的指导意义。

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我是一名在读的材料学博士生，我的研究方向是新能源材料的电化学性能。在我的博士生涯中，我阅读了大量的文献和专著，但坦白说，很少有书籍能像《工程材料的电子特性》这样，让我感到一种“豁然开朗”的顿悟。书中对于载流子传输机制的讲解，从经典模型到量子隧穿效应，再到各种散射机制的影响，都进行了非常详尽的阐述。尤其是关于晶体结构对载流子迁移率的影响，以及缺陷和杂质如何改变材料的导电行为，这些内容对于我理解锂离子电池中的电解质和电极材料的离子和电子传输至关重要。书中的图表和公式并非堆砌，而是服务于概念的清晰传达，让我能够一步步地跟随作者的思路，构建起对材料电子特性的完整认知。我尤其欣赏它在理论推导上的严谨性，以及在解释实验现象时的深刻洞察力。

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我是一名对材料的实际应用场景有着高度关注的工程师，我需要确保我所选择的材料能够在实际工作中稳定可靠地发挥作用。《工程材料的电子特性》这本书，让我能够更理性地评估和选择适合特定应用的电子材料。书中对于材料在不同工艺条件下的性能变化，以及与加工过程相关的电子特性影响的分析，对我非常有价值。例如，在考虑某个电子元件的制造工艺时，了解材料在高温退火或化学腐蚀过程中的电子特性如何变化，能够帮助我避免潜在的设计缺陷和生产问题。它不仅仅是关于理论，更是关于理论如何转化为实际工程问题的解决方案。

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我是一名对纳米材料领域充满热情的年轻研究员，我的研究重点是探索新型纳米结构材料在电子和光电子器件中的应用。拿到《工程材料的电子特性》这本书后，我立刻被它对纳米尺度下电子行为的深入探讨所吸引。书中关于量子尺寸效应、表面效应以及界面效应如何显著影响纳米材料的电子特性的讨论，对我理解和设计基于量子点的LED、纳米线晶体管以及二维材料异质结等器件至关重要。作者非常细致地分析了不同形貌和尺寸的纳米结构如何改变能带结构和载流子动力学，为我提供了许多宝贵的理论指导和实验思路。

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在我看来，一本优秀的教材应该能够激发读者的求知欲，并为未来的深入学习打下坚实的基础。《工程材料的电子特性》正是这样一本能够引导读者走向更广阔科学海洋的书籍。它不仅提供了扎实的理论知识，还指出了许多当前材料科学研究的前沿方向和未解决的问题。书的结尾部分，对我启发很大，它鼓励读者从不同的角度去审视材料的电子特性，并尝试将这些知识应用到新的问题中。我尤其欣赏它对材料在极端条件下的行为的讨论，这为我在高温超导材料和高压物理领域的研究提供了新的视角。

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我是一名对材料科学历史和发展脉络感兴趣的学者，我相信理解材料的电子特性，也需要理解其背后的科学演进过程。《工程材料的电子特性》这本书在一定程度上也展现了这一点。虽然它是一本聚焦于前沿理论和应用的著作，但书中穿插的对一些经典模型和理论的介绍，以及它们如何被后来的研究逐步修正和完善，让我对科学研究的迭代性和突破性有了更深的认识。例如，它在介绍能带理论时，不仅阐述了其核心内容，还提到了Bloch定理的提出及其重要意义。这种对科学思想的溯源，让学习过程更加丰富和有深度。

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我是一位跨领域学习者，我本身是学习计算机科学的，但出于对硬件性能提升的兴趣，我开始涉足材料科学领域。《工程材料的电子特性》这本书给了我一个很好的切入点。它并没有回避复杂的物理概念，而是通过层层递进的方式，让我逐渐掌握了理解材料电子特性的基本框架。我发现，书中关于半导体物理的讲解，对于理解现代电子器件的工作原理至关重要。它解释了PN结、MOSFET等基本结构是如何形成的，以及电流如何在这些结构中流动。虽然我可能不会深入到材料的化学合成层面，但通过这本书，我能够更深刻地理解为什么我们设计的算法会在某些硬件上运行得更快，或者某些特定的硬件设计是如何限制性能的。

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从我的角度来看，一本好的技术书籍，不仅要教授知识，更要培养一种解决问题的思维方式。《工程材料的电子特性》在这方面做得非常出色。它不仅仅是陈述事实，更是在引导读者去思考“为什么”。书中涉及的材料在不同环境条件下的行为变化，比如温度、压力、电场和磁场的影响，都经过了细致的分析。我尤其喜欢其中关于材料失效机理的讨论，比如电迁移、击穿等，这些都与材料的电子特性息息相关，也为我在产品可靠性方面的工作提供了宝贵的参考。书中的案例分析非常丰富，从微观层面的电子行为到宏观层面的器件性能，形成了一个完整的因果链条，让读者能够全面地理解材料的特性是如何影响其最终的应用的。

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我拿到这本《工程材料的电子特性》（MIT材料科学与工程系列）的时候，其实是抱着一种略带犹豫的心态。我是一名从事半导体器件设计的工程师，对材料的电子性质有着极其严苛的要求，但同时我也明白，仅仅停留在应用层面是不够的，深入理解材料的根源性行为才是突破瓶颈的关键。我之所以选择了这本MIT出品的书，很大程度上是因为MIT在材料科学领域的声誉，以及它背后所代表的严谨的学术态度和前沿的研究方向。翻开书的第一页，我就被它扎实的理论基础和清晰的逻辑框架所吸引。它不仅仅是罗列各种材料的参数，更是深入剖析了这些电子特性是如何从材料的微观结构、原子排列、化学键合以及量子力学原理中演化出来的。这种由内而外的解读方式，让我能够更深刻地理解，为什么某些材料表现出优异的导电性，为什么另一些材料能够用于高效的光电器件，或者为什么某些材料在特定的温度或电场下会发生戏剧性的转变。

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我是一名对物理学和材料学都充满好奇心的学生，我喜欢那种能够将复杂的概念用清晰易懂的方式呈现出来的书籍。《工程材料的电子特性》就是这样一本让我受益匪浅的书。虽然书中涉及了一些高等数学和量子力学的内容，但作者的写作风格非常注重启发性，通过类比和实例，将抽象的理论具象化。例如，书中解释费米能级和电子分布时，用到的类比就非常贴切，让我能够直观地理解为什么不同材料的导电性会有如此大的差异。此外，它还介绍了许多重要的实验技术，如X射线衍射、扫描电子显微镜和光电导谱等，以及如何利用这些技术来表征和分析材料的电子特性，这让我对实验操作和数据解读有了更清晰的认识。

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冷笑话很充足，写书的教授是个技术宅吧= =。

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