信息电子学物理基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:浙江大学出版社

作者:

出品人:

页数:325

译者:

出版时间:2002-5

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787308029995

丛书系列:

图书标签:

• 信息电子学
• 物理基础
• 半导体物理
• 电子器件
• 电路分析
• 电磁场理论
• 固体物理
• 信号处理
• 通信原理
• 微电子学

聚焦光学传感、量子计算与新材料科学的深度探索 本书深入探讨了当前物理学与工程学交叉领域的前沿热点，特别是那些对信息技术和能源领域产生深远影响的物理学原理与应用。全书结构严谨，从基础理论出发，逐步过渡到复杂的系统级应用，旨在为研究人员、高级工程师及相关专业的学生提供一个全面而深入的知识框架。 第一部分：先进光学传感与光电转换的物理机制 本部分详细剖析了现代光学传感技术背后的核心物理原理。内容涵盖了光与物质在微纳尺度下的相互作用，重点阐述了表面等离激元共振（SPR）、光子晶体结构以及基于量子点（Quantum Dots）的荧光增强机制。 超分辨成像与衍射极限突破： 讨论了近场扫描光学显微镜（NSOM）如何克服传统光学衍射极限的物理基础，包括倏逝波的理论描述及其在纳米结构表征中的应用。同时，对受激发射损耗（STED）显微镜中的光物理过程进行了数学建模，强调了光场调控在实现超高空间分辨率中的关键作用。 高灵敏度光电探测器： 深入研究了新型半导体异质结在光电探测器中的应用。着重分析了量子效率的物理限制因素，如载流子复合率和界面态密度，并探讨了通过界面工程优化器件性能的策略。特别关注了中红外和太赫兹波段探测器所面临的挑战及其基于量子级联结构（QCL）的物理基础。 非线性光学效应在信息处理中的应用： 详细阐述了二次谐波产生（SHG）和倍频转换（DFG）的理论框架，并将其应用于光频率梳的产生和高密度光存储技术。对光场与材料的非线性耦合过程进行了严谨的量子电动力学描述。 第二部分：凝聚态物理与新型电子材料的输运特性 本部分将焦点转向固体物理学在信息存储和处理方面的最新进展，特别是二维材料和拓扑材料的电子特性。 二维材料的范德华异质结： 详细考察了石墨烯、二硫化钼（MoS2）等二维材料的能带结构计算方法，如基于密度泛函理论（DFT）的计算流程。着重分析了不同二维材料堆叠后产生的魔角（Magic Angle）现象及其导致的超导和莫尔（Moiré）电子态。讨论了如何通过电场调控其费米能级，从而实现对材料电学性质的精确控制。 拓扑绝缘体与量子霍尔效应： 系统介绍了拓扑绝缘体的概念，区分了体态绝缘和表面态导电的物理根源，即拓扑不变量。详细推导了量子霍尔效应下的朗道能级结构及其在磁场作用下的能带反转机制。讨论了拓扑材料在低功耗电子学和自旋电子学中的潜力。 自旋电子学： 阐述了电子的自旋自由度在信息存储中的应用。详细分析了巨磁阻（GMR）和隧道磁阻（TMR）效应的量子力学起源，包括自旋分辨的电子散射和隧穿概率。探讨了自旋轨道耦合（SOC）在产生自旋霍尔效应中的作用，以及这如何用于无耗散的自旋电流产生。 第三部分：量子信息科学与计算的物理基础 本部分深入探究了构建量子计算机所需的物理系统及其操控的挑战，重点在于量子比特的相干性维护与读出机制。 量子比特的物理实现： 比较了超导电路量子比特（Transmons）、离子阱量子比特和中性原子量子比特的物理特性。针对超导系统，详细分析了约瑟夫森结的非线性振荡特性和微波操控的物理过程，以及其对退相干时间（$T_1$ 和 $T_2$）的影响。对于离子阱系统，讨论了激光冷却和拉曼边带跃迁在初始化和门操作中的作用。 量子纠缠与门操作： 深入探讨了如何利用量子力学原理实现受控非门（CNOT）等基本逻辑操作。详细解释了双量子比特耦合的物理模型，如电子自旋之间的交换相互作用或光子介导的相互作用。 量子误差修正的理论框架： 介绍了肖尔算法和格罗弗算法的计算复杂度优势背后的物理需求。分析了环境噪声（如涨落噪声、电荷噪声）如何导致量子态的退化，并介绍了表面码（Surface Code）等拓扑编码方案在抵抗局部噪声方面的物理优势。 第四部分：先进能源材料中的载流子动力学 本部分关注材料科学在高效能源转化中的物理挑战，特别是光伏和催化领域。 钙钛矿太阳能电池的载流子行为： 阐述了有机-无机杂化钙钛矿材料独特的晶体结构对电荷分离效率的影响。通过瞬态吸收光谱技术揭示的载流子动力学过程，分析了缺陷态捕获和界面钝化对光电转换效率的制约。 电化学界面的物理化学： 探讨了电池正负极材料与电解质界面处的电荷转移机制。重点分析了固态电解质界面（SEI）的形成过程，涉及电化学反应动力学和电荷传输的能垒理论。 光催化与激发态寿命： 讨论了半导体材料在光照下产生电子-空穴对并驱动氧化还原反应的物理过程。分析了载流子在催化剂表面的有效分离和长寿命维持是如何通过材料能带设计和表面缺陷工程实现的。 全书的论述遵循从微观到宏观、从原理到应用的逻辑，大量采用了严谨的数学推导和能带理论、量子场论的工具来解释复杂现象，确保了内容的科学深度和严谨性。

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这本书的结构非常线性，从最基本的电荷和场概念开始，逐步构建起宏观的电路理论，并辅以大量的热力学和统计力学视角来解释材料的电学性质。我特别欣赏它对“噪声”现象的物理起源的分析，作者没有简单地将其视为干扰，而是深入探讨了热噪声和散粒噪声的本质，这对于设计高精度测量系统的我们来说，非常有启发性。然而，这本书的侧重点似乎停留在“静态”和“线性”分析上。当我试图寻找关于非线性光学效应或高频响应特性（比如史密斯圆图在分析射频电路中的应用）的详细讨论时，发现内容非常有限，或者需要读者自行从前面学到的波动理论中推导出来。这本书的阅读体验更像是一次深入的“物理探险”，而不是一次针对“信息电子学”应用的快速导航。它要求读者投入大量时间去理解每一个物理量背后的深层含义，而不是简单地应用公式解决工程问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格相当严谨，学术气息非常浓厚，几乎每一页都充满了数学公式和严密的逻辑推导。我记得最清楚的是关于电磁波在介质中传播的那几个章节，作者用非常精炼的语言阐述了麦克斯韦方程组的推导过程，然后迅速过渡到如何用这些方程来分析电磁干扰（EMI）的问题。对于希望深入理解电磁兼容性（EMC）的读者，这部分内容无疑是宝贵的财富。但是，如果读者的数学基础不是特别扎实，或者更偏爱直观的、类比式的讲解，那么阅读过程可能会比较吃力。我尝试去寻找一些关于集成电路制造流程的章节，比如光刻技术或者薄膜沉积的物理基础，但是似乎这些“应用侧”的介绍被极大地简化了，篇幅远不及对特定物理现象的深入剖析。这本书似乎更关注“为什么”是这样，而不是“如何”利用它。我花了很长时间才消化完其中关于材料科学中晶格振动如何影响导电性的那段论述，虽然知识点很深，但对于我的日常工作帮助似乎没有那么直接。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是想系统地了解现代信息存储技术背后的物理机制，比如磁阻效应或者电荷捕获的原理。这本书在基础物理原理的阐述上确实非常扎实，特别是关于半导体能带理论的讲解，深入浅出地描绘了电子在不同材料中的行为状态。作者似乎非常热衷于从第一性原理出发来构建整个电子学框架。然而，当我翻到涉及“信息”这个词汇的章节时，我发现这里的“信息”更多地是指物理信号的传输和调制，而不是我们通常理解的数据存储或信息论中的概念。关于新型存储器（如MRAM或RRAM）的介绍非常简短，更像是一个脚注，而不是主体内容。我期待能看到更多关于量子计算中电子态如何被用来编码信息的讨论，但这本书的落脚点依然是经典电磁学和固体物理的交汇点。对于希望紧跟前沿信息技术发展脉络的读者来说，这本书的历史厚重感大于其前瞻性。

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这本书的封面设计得相当引人注目，那种深邃的蓝色调，配上一些电路板的纹理，立刻就让人感觉这是一本关于技术硬核知识的读物。我本来是抱着学习一些基础电子学概念的目的翻开它的，想着能找到一些关于半导体器件工作原理的清晰解释。然而，这本书的开篇几章似乎更侧重于宏观的物理学原理，比如场论和量子力学在描述电子行为时的应用。这对我来说有点意外，因为我期待的是更直接的电路分析。虽然这些内容为理解电子学背后的深层机制提供了理论基础，但对于一个希望快速掌握如何设计简单滤波器或放大器的读者来说，初期可能会感到有些晦涩难懂。书中的图示部分做得不错，很多复杂的物理模型都有清晰的示意图，有助于理解抽象的概念。不过，我希望在讲解具体电子元件（比如晶体管）的细节时，能有更多与实际应用相结合的案例，而不仅仅是纯粹的物理推导。总体来说，它更像是一本为物理专业学生准备的“电子学物理学导论”，而不是一本面向普通电子工程爱好者的入门手册。

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坦白地说，这本书的排版和装帧质量确实一流，纸张厚实，不易反光，长时间阅读下来眼睛的疲劳感减轻了不少。内容上，它对早期电子器件的发明历史背景和相关物理学家的贡献有着非常详尽的记述。比如，关于真空管的工作原理，它几乎是从热电子发射的物理过程一步步推导出来的，论证过程无可挑剔。但是，这种“追根溯源”的叙事方式，使得现代微电子技术中的许多“捷径”和“经验法则”被忽略了。举个例子，书中对MOSFET的工作状态描述非常详尽，但对于如何通过调整栅极电压来优化芯片功耗和速度的实际工程考量，几乎没有提及。对于我这样的工程师读者来说，我更需要的是一套工具箱，而这本书更像是一本关于制造工具的“材料科学教科书”。它提供了坚实的理论地基，但上层建筑的搭建则需要读者自己去补全大量实践知识。

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