半导体物理学

半导体物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:国防工业出版社
作者:刘恩科
出品人:
页数:372
译者:
出版时间:2008-4
价格:34.00元
装帧:
isbn号码:9787118065626
丛书系列:
图书标签:
  • 半导体物理
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具体描述

《半导体物理学(第4版)》全面地论述了半导体物理的基础知识,内容包括半导体的晶格结构、半导体中的电子状态、杂质和缺陷能级、载流子的统计分布、非平衡载流子及载流子的运动规律;讨论了p-n结、异质结、金属半导体接触、表面及MIS结构等半导体表面和界面问题;介绍了半导体的光、热、磁、压阻等物理现象;最后较全面地介绍了非晶态半导体的基本特性。

《半导体物理学(第4版)》为高等学校工科电子类半导体器件与微电子学专业教材,亦可供从事半导体方面工作的技术人员阅读参考。

量子世界的奇妙旅程:凝聚态物理学前沿探索 书籍名称:《量子世界的奇妙旅程:凝聚态物理学前沿探索》 内容简介 本书旨在为物理学、材料科学、化学以及相关工程领域的学生、研究人员和专业人士提供一个深入而全面的视角,探索凝聚态物理学的核心概念、前沿进展及其在现代科技中的广泛应用。我们将从经典物理学的局限性出发,逐步迈入量子力学的奇妙领域,揭示物质在宏观尺度下复杂行为的微观根源。 第一部分:基础理论的重塑——从晶体结构到电子行为 本书的开篇将聚焦于凝聚态物理学的基石——固体结构理论。我们将详细阐述晶体学的基本原理,包括晶格常数、布拉维点阵、晶体对称性群,以及如何利用X射线衍射、中子散射等实验技术来确定材料的原子排列。随后,我们将引入周期性势场中的电子行为模型。 1.1 晶体能带理论的构建 电子在周期性晶格中运动的描述是理解导体、绝缘体和半导体的关键。本部分将详尽推导布洛赫定理(Bloch's Theorem),解释其在描述电子波函数形式上的重要性。我们将深入探讨紧束缚模型(Tight-Binding Model)和近自由电子模型(Nearly Free Electron Model),并对比它们在描述不同类型材料能带结构上的优劣。重点将放在费米能级(Fermi Energy)的概念上,解释费米面在决定材料电学性质中的核心作用。 1.2 晶格振动与声子 物质的集体激发不仅限于电子,原子核的集体振动——声子——同样是凝聚态物理中不可或缺的组成部分。我们将从一维原子链的简谐近似模型出发,推导出声子的色散关系。深入讨论声子对材料热学性质(如比热容、热导率)的影响,并引入德拜模型(Debye Model)和爱因斯坦模型(Einstein Model)的比较分析。此外,声子与电子之间的相互作用——电子-声子耦合,将作为理解金属电阻率和超导现象的重要铺垫。 第二部分:电子关联与磁性现象 当电子间的相互作用不能被忽略时,材料的行为将展现出远超单粒子模型的复杂性。本部分将系统梳理电子关联效应及其在磁性材料中的体现。 2.1 相互作用的引入与平均场理论 我们将探讨库仑相互作用的性质,并介绍描述这种相互作用的哈特里-福克近似(Hartree-Fock Approximation)。随后,我们将深入分析描述磁性的关键模型——伊辛模型(Ising Model)和海森堡模型(Heisenberg Model)。通过平均场理论(Mean Field Theory),我们将计算出铁磁体和反铁磁体的相变温度,并阐述朗道-费希尔(Landau-Lifshitz-Gilbert)方程在描述磁畴动态学中的应用。 2.2 强关联体系的挑战 强关联体系是凝聚态物理学中最具挑战性的领域之一。我们将介绍Hubbard模型,它是描述电子局域化与金属-绝缘体转变的基石。重点将放在理解Mott绝缘体现象上,即由于强烈的电子排斥力导致的绝缘体状态,尽管其单粒子能带理论预测为金属。我们将概述动力学平均场理论(DMFT)等现代数值方法在解决强关联问题上的进展。 第三部分:量子输运与拓扑材料的兴起 本世纪以来,对电子输运现象的精细控制和对新奇拓扑物态的探索,极大地拓展了凝聚态物理学的边界。 3.1 介观物理与量子输运 在微小尺度下,经典输运理论失效。我们将探讨安德森局域化(Anderson Localization)理论,解释无序如何导致电子输运的停止。随后,我们将详细解析Landauer-Büttiker公式,该公式将电导率与电子的透射系数联系起来,是理解量子点、量子线等介观器件特性的关键。还将讨论量子霍尔效应(Quantum Hall Effect)及其分数版本的物理机制。 3.2 拓扑相的革命 拓扑物理是近年来凝聚态物理中最热门的分支。本书将从数学拓扑不变量的角度,重新审视能带结构。我们将清晰区分拓扑绝缘体(Topological Insulators)和拓扑半金属(Topological Semimetals)的特征——即体内绝缘,但表面/边缘存在受保护的导电态。重点介绍时间反演对称性(Time-Reversal Symmetry)在保护拓扑态中的关键角色,以及量子自旋霍尔效应(Quantum Spin Hall Effect)的实验观测与意义。 第四部分:新兴前沿与应用展望 本书的最后一部分将目光投向当前的研究热点,以及凝聚态物理如何驱动下一代技术的发展。 4.1 超导现象的深入理解 我们将回顾BCS理论(Bardeen-Cooper-Schrieffer),解释库珀对的形成机制和能隙的起源。随后,我们将讨论高温超导体(如铜氧化物和铁基超导)的非传统超导机制,这些体系挑战了传统的配对理论。此外,拓扑超导体的概念及其在构建量子计算单元中的潜力也将被介绍。 4.2 低维材料的奇异世界 从石墨烯(Graphene)到过渡金属硫化物,二维材料以其独特的物理特性吸引了广泛关注。我们将分析狄拉克锥的物理图像,以及二维材料中产生的狄拉克费米子行为。本书还将探讨莫尔(Moiré)超晶格效应,即在两层微小旋转的二维材料堆叠后,所产生的全新电子态和关联效应。 4.3 量子信息与凝聚态的交汇 最后,我们将探讨凝聚态系统如何被用作量子比特(Qubits)的载体,例如利用半导体量子点、超导电路中的约瑟夫森结或拓扑边界态来实现量子计算。 总结与展望 《量子世界的奇妙旅程》不仅是一本理论教材,更是一部对物质世界深层奥秘的探索指南。通过严谨的物理推导和丰富的实例分析,读者将能够掌握从经典到前沿的凝聚态物理学知识体系,为未来在材料设计、器件优化和基础物理研究中迎接挑战做好充分准备。本书强调理论与实验的紧密结合,旨在激发读者对量子现象的深厚兴趣,推动科学发现的持续前行。

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读后感

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用户评价

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当我合上《半导体物理学》这本书时,心中涌起的是一种对微观世界前所未有的敬畏之情。作者在书中对“霍尔效应”的深入探讨,让我对载流子的性质有了更直观的认识。我被“霍尔电压”的产生机制所吸引,它揭示了在磁场作用下,载流子在电场和洛伦兹力的共同作用下会发生偏转,从而在材料两侧产生一个电势差。书中的实验分析,详细阐述了如何通过测量霍尔电压来判断载流子的类型(电子或空穴)、载流子浓度以及迁移率。我尤其欣赏书中对不同半导体材料霍尔效应行为的比较分析,这让我认识到,霍尔效应是研究半导体材料性质的重要实验手段。作者在讲解这些内容时,运用了清晰的示意图和简洁的数学公式,使得复杂的物理现象变得易于理解。通过阅读这部分内容,我对半导体材料的表征和测试方法有了更深入的了解,也为我未来在半导体领域的深入研究打下了坚实的基础。这本书不仅仅是知识的传授,更是开启了我对科学探索的无限热情。

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第一次翻开《半导体物理学》这本书,我就被它深邃的理论体系所吸引。作为一个对微观世界充满好奇的爱好者,我一直渴望能理解那些构成我们现代电子设备基石的奇妙物质。这本书的开篇,便以一种极其严谨但又不失引导性的方式,将我引入了晶体结构的奥秘。从布拉菲晶格到倒空间的概念,作者循序渐进地铺陈,仿佛一位经验丰富的向导,在我迷茫时指点迷津,在我困惑时耐心解释。书中的插图,虽然简洁,却极富表现力,将抽象的原子排列和能量分布具象化,极大地帮助我理解了诸如晶格振动、声子等概念。我尤其喜欢作者在讲解布里渊区时,那种将三维空间“压缩”到二维的巧妙思路,这不仅是数学上的优雅,更是物理学思维的精妙体现。在后续章节,关于费米能级、能带结构的部分,更是让我如同醍醐灌顶。作者没有急于抛出复杂的公式,而是先从宏观的物性出发,再层层深入到微观的电子行为。理解了能带理论,我才真正明白为何有些材料导电,有些绝缘,而半导体又为何如此特殊。书中的例子,从硅到砷化镓,虽然只是寥寥数笔,却足以让我联想到日常生活中的各种电子产品,这种理论与实践的微妙联系,让学习过程充满了成就感。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一本启迪智慧的读物,它让我开始用一种全新的视角去审视我周围的世界。

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《半导体物理学》这本书,我更愿意称之为一本“思想的实验室”。它并非提供现成的结论,而是引导读者一步步去探索和发现。书中关于“缺陷”的章节,给我留下了深刻的印象。作者并没有将晶体缺陷视为“瑕疵”,而是将其视为影响材料性能的关键因素。从点缺陷、线缺陷到面缺陷,每一种缺陷的产生原因、结构以及对电子行为的影响,都被细致地分析。我尤其欣赏书中关于“空位”和“间隙原子”的讨论,它们如何在晶格中引起局部的应力和电荷分布改变,从而影响载流子的散射。这让我认识到,现实中的材料远比理想模型复杂,而正是这些“不完美”之处,塑造了材料独特的物理性质。书中的实验部分,虽然是以理论推演为主,但其背后蕴含的实验精神令人钦佩。作者在解释某些现象时,会引用经典的实验结果,并通过理论模型来解释这些实验现象,这种理论与实践的结合,是学习科学的最佳途径。我通过阅读这部分内容,对如何设计实验、如何分析数据有了初步的认识。这本书让我学会了,在理解一个物理概念时,不仅仅要关注其定义和公式,更要理解其产生的根源和实际应用。

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对于《半导体物理学》这本书,我必须说,它在内容编排上展现了相当的功力。书的叙事逻辑清晰,从最基础的量子力学原理引入,逐步过渡到半导体材料的微观特性。我印象最深的是关于电子在晶体中的行为这一部分。作者详细阐述了电子的波粒二象性,以及如何在周期性势场中描述其运动。从薛定谔方程的引入,到Bloch定理的推导,每一步都严谨而详尽。当我读到“有效质量”的概念时,真是豁然开朗。原来,电子在晶体中的行为并不是像自由电子那样简单,晶格的周期性势场对电子产生了复杂的相互作用,导致电子在某些方向上表现得“更轻”或“更重”。书中的数学推导部分,虽然对某些读者来说可能稍显啃硬,但作者的处理方式非常人性化,通常会在推导之前给出必要的背景知识,并且在推导完成后,会用通俗的语言解释其物理意义。我特别赞赏书中关于“空穴”的讨论,这确实是一个非常巧妙的物理概念,它极大地简化了我们对半导体电导率的理解。从一个被占据的能级中“移走”一个电子,就如同引入了一个带正电荷的“粒子”,这个“空穴”的运动同样遵循物理规律。这种抽象而又精准的描述,充分展现了半导体物理学的魅力。这本书让我对电子和空穴这两种载流子的概念有了深刻的理解,也为后续理解PN结、三极管等器件打下了坚实的基础。

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《半导体物理学》这本书,在我看来,它更像是一本关于“物质结构与功能”的百科全书。作者在讲解半导体器件的各种工作原理时,总是能将抽象的物理概念与实际的电路功能联系起来。我尤其着迷于书中所描述的“载流子注入”和“载流子输运”在三极管中的作用。从基极电流控制集电极电流,到发射结和集电结的偏置方式,作者的讲解层次分明,逻辑严谨。我非常欣赏书中对“共射放大电路”和“共集放大电路”等基本放大电路的分析,它让我看到了半导体器件如何实现信号的放大和传输。作者在解释这些概念时,常常会使用等效电路模型,这种模型将复杂的器件行为简化成易于理解的电路元件,极大地降低了学习难度。通过阅读这部分内容,我不仅理解了三极管的工作原理,还对如何设计和分析简单的电子电路有了初步的认识。这本书让我深刻体会到,半导体物理学不仅仅是关于材料本身的知识,更是关于如何利用这些材料来构建功能强大的电子系统的学问。

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第一次接触《半导体物理学》这本书,让我对“物性”这个词有了全新的认识。作者在书中对各种半导体材料的电学、光学以及热学性质的探讨,都充满了深度和洞察力。我非常着迷于书中所描述的载流子输运机制。从扩散到漂移,每一个过程都被剖析得淋漓尽致。我特别喜欢关于“迁移率”的讨论,它不仅仅是一个数值,更是反映了载流子在晶体中运动的“活跃程度”。书中的公式推导,虽然包含一些复杂的微积分,但作者的逻辑非常清晰,每一步的物理意义都得到了充分的阐释。例如,在推导欧姆定律时,作者从电场作用下电子的运动开始,通过考虑散射过程,最终得出了电流与电场成正比的结论。这种由微观粒子行为推导出宏观规律的过程,让我惊叹于物理学的严谨和力量。此外,书中的光学性质部分,也让我大开眼界。从光吸收到光发射,书本深入浅出地解释了半导体如何与光相互作用,例如“带隙”对于光吸收波长的决定性作用,以及“跃迁”过程中的能量守恒。这些内容让我能够更好地理解LED、光电器件的工作原理。总而言之,这本书不仅仅是关于半导体材料的介绍,更是对物理学原理如何在材料中得以体现的深刻解读。

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《半导体物理学》这本书,对我来说,更像是一部关于“能量的流动与转化”的史诗。作者在讲解载流子复合机制时,展现了物理学的精妙之处。从辐射复合到非辐射复合,每一种机制都对应着不同的能量转化途径。我被“俄歇复合”这一概念所吸引,它描述的是一个电子-空穴复合的能量被另一个载流子吸收,从而将其激发到更高的能级。这种能量的传递方式,让我觉得物理世界充满了动态的能量交换。书中对各种复合机制的定量分析,也让我对半导体材料的效率和性能有了更深刻的理解。作者在讲解这些内容时,引用了许多实际应用的例子,例如LED的发光效率与辐射复合的效率密切相关,而太阳能电池的光电转换效率则受到非辐射复合的限制。这种理论与实际应用的紧密结合,让我的学习过程充满了目的性。我通过阅读这部分内容,对光电器件的设计和优化有了更深入的认识,也对如何提高能源利用效率有了新的思考。

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阅读《半导体物理学》这本书,我最大的感受是它为我打开了一扇通往“信息时代”背后原理的大门。作者在讲解PN结的形成和特性时,可谓是鞭辟入里。从载流子扩散到耗尽区的形成,再到内建电场的产生,每一个环节都被剖析得清晰明了。我尤其被“建势垒”这一概念所吸引,它解释了为何PN结能够阻挡载流子的自由流动,从而形成整流特性。书中对PN结在正向偏压和反向偏压下的行为的详细描述,让我彻底理解了二极管的工作原理。作者还引入了“截断电压”和“漏电流”等概念,进一步丰富了我对PN结特性的认知。我欣赏书中对不同PN结结构(例如平面结、外延结)的讨论,这让我了解到在实际器件制造中,结构的设计对于性能的影响。通过阅读这部分内容,我不仅理解了二极管,还为后续学习三极管、场效应管等更复杂的半导体器件打下了坚实的基础。这本书让我深刻体会到,我们习以为常的电子设备,其背后蕴含着如此精妙的物理学原理。

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翻阅《半导体物理学》这本书,我仿佛置身于一个微观世界的奇妙旅程。作者对于“量子限域效应”的阐述,让我对纳米尺度下的物理现象有了全新的认知。书中通过对量子阱、量子丝和量子点的介绍,生动地展示了当尺寸效应变得显著时,半导体材料的能带结构会发生根本性的变化。我尤其被“尺寸量子化”这一概念所吸引,它揭示了在微小尺度下,电子的能量不再是连续的,而是被分割成一系列离散的能级。这让我联想到了光谱分析中离散谱线产生的原因。作者在解释这些概念时,运用了大量形象的比喻,例如将粒子比作“被困在盒子里的电子”,盒子的大小直接影响了其能级的分布。这种将复杂理论转化为易于理解的图像,极大地激发了我对纳米科学的兴趣。书中的数学推导,虽然涉及到一些量子力学中的抽象概念,但作者的讲解逻辑清晰,循序渐进,让我能够逐步理解其物理意义。我通过阅读这部分内容,对LED、激光器以及未来更先进的电子器件的原理有了更深的理解。

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《半导体物理学》这本书,在我看来,它更像是一本对材料本质进行深度剖析的哲学著作。作者在讲解各种半导体材料的特性时,并非简单地罗列数据,而是深入探究其背后形成这些特性的物理机制。以掺杂理论为例,书中的讲解非常到位。它不仅仅是告诉我们加入杂质会改变导电性,更是详细解释了不同类型的掺杂(施主和受主)如何影响能带结构,如何在导带或价带中引入额外的电子或空穴。我尤其被书中所描绘的“杂质能级”所吸引,这些能级介于价带和导带之间,为载流子的产生和复合提供了额外的途径,从而极大地改变了半导体的导电性能。书中对于不同掺杂浓度对材料电学性质影响的分析,也让我对“量变引起质变”这一物理现象有了更深的认识。我非常欣赏作者在解释这些复杂概念时,所使用的类比和图示,它们往往能将抽象的理论形象化,让读者更容易理解。例如,在解释费米-狄拉克分布时,作者巧妙地将电子比作“排队等待进入房间的客人”,而能级则像是“房间的座位”,温度升高时,客人们的“活跃度”会增加,也就有了更多高能级座位的“客人”。这种生动形象的解释,极大地降低了理解门槛。这本书让我不仅仅是学会了知识,更学会了如何去思考和理解材料的内在规律。

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千万别考这本书,作者一定是在闹着玩

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还是读得懂的

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你妈比看来是挂了

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业内经典教材

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解释的还是不错的,仔细一看其实和叶良修那本差不多哎= =

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