近代半导体材料的表面科学基础

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出版者:北京大学出版社
作者:许振嘉
出品人:
页数:770
译者:
出版时间:2002-3
价格:46.00元
装帧:平装
isbn号码:9787301055144
丛书系列:北京大学物理学丛书
图书标签:
  • 表面物理
  • 半导体材料
  • 表面科学
  • 近代物理
  • 材料科学
  • 物理化学
  • 界面科学
  • 薄膜技术
  • 电子材料
  • 材料物理
  • 表面分析
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具体描述

《近代半导体材料的表面科学基础》是北京大学物理丛书中的《近代半导体材料的表面科学基础》分册,全书共分上、下两篇,共十四章,其内容包括基础篇和专题篇等等,详尽地阐述了近代半导体材料的表面科学。《近代半导体材料的表面科学基础》内容全面,条理清晰,结构合理,讲解循序渐进,通俗易懂,具有较强的针对性及理论性,可供参考。

作者简介

许振嘉,1929年出生,复旦大学物理系毕业。60年代初在英国进修、学术访问。中国科学院半导体研究所研究员。早年曾研究电子化合物的有序相变,Ⅲ-V族化合物半导体,半导体的检测、分析和半导体的杂质、缺陷态等。近年从事半导体表面,界面研究。在国内外学术期刊上发表学术论文和著作百余篇。主持撰写的专著《半导体的检测与分析》被评为科学出版社(1984-1985)年优秀图书。两次获中国科学院自然科学二等奖。

目录信息

绪论
上篇 基础
第一章 二维结晶学
引言
1.1 二维晶体的周期性与对称性
1.2 命名法
参考文献
第二章 表面形态与原子排列
引言
2.1 表面能
2.2 表面热力学函数
2.3 平衡表面形态
2.4 悬键
2.5 表面能的估算
2.6 表面缺陷
2.7 邻位面与台阶
2.8 台阶蜿蜒与TSK模型
2.9 理想表面原子排列
一般参考书目
参考文献
第三章 表面吸咐
引言
3.1 物理吸附
3.2 化学吸附
3.3 Lennard-Jones模型
3.4 吸附物诱导的功函数变化
3.5 气-固表面吸附的力能学
3.6 气-固表面吸附动力学
3.7 吸附等温线
一般参考书目
参考文献
第四章 表面电子性质
引言
4.1 经典线性链模型
4.2 近自由电子模型
4.3 紧束缚近似
4.4 表面势
4.5 定域态密度
4.6 表面能带
4.7 光电能谱
一般参考书目
参考文献
第五章 表面振动与散射
引言
5.1 Rayleigh表面波
5.2 晶格的表面振动模
5.3 离子束弹性散射
5.4 低能电子束的非弹性散射
5.5 低能电子束的弹性散射
5.6 表面光束散射
一般参考书目
参考文献
下篇 专题本书参考书目
……
本书参考书目
部分缩写名词
部分符号表
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《近代半导体材料的表面科学基础》的书名听起来就充满了学术的厚重感,我作为一个刚接触这个领域的学生,原本是带着极大的热情去翻阅的。然而,实际阅读下来,我的感受却颇为复杂。书里对晶体结构、能带理论的讲解是扎实的,这一点毋庸置疑,作者在基础知识的铺陈上确实下了苦功夫,对材料的宏观性质如何与微观结构相联系,给出了详尽的论述。但是,当我试图将这些理论知识与实际的半导体器件制造过程联系起来时,却感到有些脱节。书中的内容似乎更偏向于理论物理和化学的交叉领域,对于如何利用这些表面科学知识来优化薄膜生长、提高器件性能的实际应用案例着墨不多。例如,对于等离子体刻蚀过程中的表面化学反应机理,虽然有提及,但深度和广度都显得有些不足,让人读完后仍然对实际操作中的“窍门”和“难点”感到困惑。如果能增加更多面向工程应用的实例分析,比如不同衬底上的外延生长缺陷控制,或者新型二维材料表面的功能化处理,这本书的实用价值想必会大大提升,更能契合当下半导体行业高速迭代的需求。

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我花了大量时间来研读这本书中关于表面能和界面张力的部分,这是理解薄膜生长模式(如Frank-van der Merwe, Stranski-Krastanov等)的关键。作者在梳理这些热力学驱动力的历史发展脉络上做得非常出色,可以清晰地看到科学家们是如何一步步从宏观的润湿理论推导出原子尺度的生长规律的。这种对科学史的尊重和梳理,对于培养科研工作者的批判性思维很有帮助。然而,这种详尽的理论回顾在实践层面上带来的即时满足感却不高。例如,在讨论如何通过应变工程来诱导生长模式转变时,书中仅仅给出了理论上的临界厚度公式,却鲜有关于如何精确控制衬底/薄膜晶格失配度以实现特定生长模式的实验参数范围的讨论。对我来说,科研的乐趣在于将这些优美的公式转化为可复现的实验结果,而这本书在“如何做”的细节上留下了太多的空白,使得读者在实际的实验设计中不得不另辟蹊径,自行摸索。

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翻开这本书时,我期待的是一次对半导体界面现象的深度探索之旅,毕竟“表面科学”这四个字暗示了其前沿性和精微性。书中的部分章节确实展现了这种深度,尤其是对俄歇电子能谱(AES)和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术的原理阐述,细致入微,足以让初学者建立起清晰的认识框架。然而,随着阅读的深入,我发现书中对量子力学在表面吸附和电子态影响方面的论述显得过于抽象和数学化了。大量的方程和复杂的势场模型占据了篇幅,虽然这对于理论研究者来说可能是宝贵的财富,但对于我这种需要快速掌握应用机理的工程师背景的读者来说,无疑增加了理解的门槛。我感觉作者仿佛沉浸在了纯粹的物理美学中,而忽略了将这些优美的理论与具体的半导体材料(如SiC、GaN等宽禁带半导体)在真实工作环境下的行为变化建立更直接的联系。这种理论的“高冷”让我难以产生强烈的共鸣,迫使我不得不频繁地在不同的参考资料间跳转,以求得对实际物理图像的具象化理解。

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这本书的语言风格呈现出一种高度的严谨性和学术的内敛性,它倾向于使用精确的、定义明确的术语,这对于确保理解的准确性是极大的优点。每一句话都仿佛经过了反复的推敲,避免了任何可能引起歧义的描述。然而,这种过度的严谨性也带来了一种阅读上的阻力感。它缺乏那种能激发读者好奇心、引导思考的叙事节奏。在阅读关键的物理过程时,比如电子在半导体表面态之间的非辐射复合机制,作者只是平铺直叙地罗列了各种可能的理论模型及其对应的速率方程,但缺乏对这些模型在何种实验条件下更具解释力的深入比较和批判性分析。如果作者能在关键转折点处,用更具启发性的语言,提出一些尚未解决的难题,或者指出当前理论模型的局限性所在,这本书就能从一本优秀的参考手册,升华为一本激发前沿探索欲的催化剂。目前给我的感觉是,它像是一个已经封存的历史文献,准确地记录了曾经的辉煌,但对未来的呼唤略显沉寂。

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坦白说,这本书的装帧和排版给人一种很“老派”的感觉,这或许也暗示了其内容的侧重点。它更像是一本为研究传统硅基半导体奠定坚实基础的教材,而非紧跟当前材料科学热点的风向标。在阅读关于表面缺陷和界面态密度($D_{it}$)的章节时,作者的论述主要集中在经典的MOS结构模型上,这部分内容讲解得非常透彻,逻辑严密,对于理解场效应晶体管的工作原理至关重要。但令人遗憾的是,对于近年来备受关注的铁电隧穿结(Ferroelectric Tunnel Junctions)或二维材料(如MoS2)的表面钝化技术,几乎没有涉及。现代半导体研究的焦点已经逐渐转移到原子级的精准控制和新型异质结的构建上,而这本书似乎停在了上一个时代的巅峰,缺乏对“下一代”材料和器件所面临的独特表面挑战的讨论。如果能增加一些关于原子层沉积(ALD)过程中界面亲核性控制的讨论,或者如何利用扫描隧道显微镜(STM)直接观察原子级台阶对载流子输运的影响,这本书的价值将得到质的飞跃。

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