半导体异质结物理

半导体异质结物理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学分社
作者:虞丽生
出品人:
页数:361
译者:
出版时间:2006-1
价格:52.00元
装帧:
isbn号码:9787030168849
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 物理,半导体物理,半导体异质结
  • 微电子
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具体描述

半导体异质结物理,ISBN:9787030168849,作者:虞丽生

凝聚态物理前沿探索:新型磁性材料的结构、性质与应用 图书简介 本书系统性地探讨了近年来在凝聚态物理领域取得突破性进展的新型磁性材料。聚焦于原子尺度上的电子结构、磁序的起源、多铁性行为以及这些材料在信息存储和自旋电子学中的潜在应用,本书旨在为物理、材料科学及相关工程领域的科研人员和高年级本科生、研究生提供一部深入且前沿的参考著作。 第一部分:结构基础与磁性起源 第一章:晶体结构与对称性在磁性中的作用 本章首先回顾了晶体学的基本原理,重点阐述了点群和空间群如何限制和影响材料内部的磁有序状态。深入分析了反演对称性破缺对磁电耦合效应的重要性。引入了基于第一性原理计算的工具,用以预测和分析复杂氧化物薄膜中的应力诱导晶格畸变对磁化强度的影响。具体讨论了钙钛矿结构、层状结构以及螺旋结构材料中,离子的位移如何调控$d$轨道或$f$轨道的重叠,从而决定了交换作用的方向和强度。 第二章:过渡金属氧化物中的关联电子效应 重点解析了强关联电子体系中,如镍酸盐和钴酸盐,电子间的库仑排斥力($U$)与晶格场分裂能($Delta$)之间的竞争关系。详细阐述了电荷涨落、自旋涨落以及轨道有序性如何共同决定材料的电荷密度波(CDW)和磁有序态。通过Hubbard模型和更精确的有效哈密顿量,模拟了不同掺杂水平下电子相图的演变,特别是其对金属-绝缘体转变的驱动作用。 第三章:稀土和锕系元素磁性物理 本章聚焦于具有大磁矩和强各向异性磁矩的稀土元素体系。讨论了$4f$电子的局域特性和它们与导带电子间的斯托纳尔(Stoner-Wohlfarth)模型在解释铁磁性和反铁磁性中的局限性。详细分析了磁晶各向异性的微观来源,包括德鲁德(Dzyaloshinskii-Moriya,DM)相互作用和磁致伸缩效应。此外,对锕系化合物中的强自旋轨道耦合(SOC)如何导致奇异的量子磁性,例如费米面附近的磁相变,进行了深入探讨。 第二部分:前沿磁性现象与功能特性 第四章:磁性拓扑材料与贝里曲率 本章跨越到拓扑物理领域,介绍了如何利用磁性来打破时间反演对称性,从而产生新型拓扑态。详细介绍了布洛赫电子的贝里曲率概念及其在霍尔效应中的体现,包括反常霍尔效应(AHE)和拓扑霍尔效应(THE)。重点分析了磁性外尔半金属和磁性狄拉克半金属中的费米弧和拓扑受限磁结构,如斯格明子(Skyrmions)的产生条件、动力学行为及其在信息存储中的应用潜力。 第五章:多铁性与磁电耦合 多铁性材料(同时具有铁磁性/反铁磁性和铁电性)是本领域的焦点。本章系统梳理了实现磁电耦合的两种主要机制:直接的磁致伸缩耦合和间接的电场诱导的电荷转移/轨道重构。通过案例分析,如稀土锰酸铋(BiFeO$_3$)和镍锰酸盐,解释了如何通过应力、温度或电场调控其磁耦合强度,并展望了其在非易失性存储器和射频器件中的应用。 第六章:非常规超导电性与磁性竞争 讨论了在哪些具有强磁性的材料中可能诱导出非常规超导电性(如铁基超导体)。阐述了磁涨落作为配对机制的理论模型,特别是自旋涨落如何导致$s^pm$波或$d$波配对。分析了磁性与超导电性之间的竞争与共存现象,例如在重费米子体系中,反铁磁序的抑制如何为超导电性的出现铺平道路。 第三部分:界面效应与低维磁性 第七章:磁性异质结与界面工程 随着器件尺寸的减小,界面效应的重要性日益凸显。本章详细讨论了不同磁性材料堆叠形成的异质结界面处的电子态和磁结构。重点分析了界面磁各向异性(IMA)的形成机理,以及如何利用界面电子转移和轨道杂化来调控界面磁矩的取向。引入了自旋轨道矩(SOT)效应,解释了如何通过界面处的强自旋-轨道耦合实现高效的自旋电流生成和磁矩翻转。 第八章:二维磁性材料的物理特性 研究了单层甚至亚单层厚度的二维磁性材料,如CrI$_3$和Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$。阐述了由于热涨落效应,二维材料中的长程磁有序如何被抑制,以及它们在有限温度下如何维持磁性。探讨了层间耦合机制(范德华力)对堆叠顺序和磁结构的影响,并介绍了使用电场调控二维磁性材料的居里温度或磁矩方向的实验技术。 第九章:自旋电子学中的关键输运现象 本章聚焦于磁性材料在自旋电子学器件中的实际应用,特别是利用自旋电流进行信息处理。深入讲解了巨磁阻效应(GMR)和隧道磁阻效应(TMR)的物理机制,并扩展到更先进的自旋霍尔效应(SHE)和逆自旋霍尔效应(ISHE)。通过对自旋弛豫长度、自旋扩散时间和自旋动量锁定等关键参数的详细分析,为设计高效率、低功耗的自旋器件提供了理论基础。 本书以严谨的物理图像和丰富的实验数据为支撑,全面覆盖了当代磁性材料研究的热点方向,对理解复杂磁性行为的内在物理规律具有重要的指导意义。

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用户评价

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我拿起《半导体异质结物理》这本书,感觉像是即将踏上一场探索微观世界“化学键”和“能量链”的奇幻旅程。我对半导体材料的独特之处一直充满好奇,而异质结更是将这种独特性发挥到了极致。我迫切想知道,当两种不同的半导体在原子层面“握手”时,究竟发生了怎样的能量交换和载流子重组。书中是否会详细阐述了能带错配、势垒形成以及载流子在界面处的行为?我尤其关注那些关于界面态的描述,它们是如何产生,又如何影响器件的性能。我对书中所包含的各种计算和模拟方法,例如第一性原理计算、蒙特卡洛模拟等,它们如何在异质结物理研究中发挥作用,有着浓厚的兴趣。我想知道,这本书是否能帮助我理解,如何通过改变材料的组合和界面结构,来“量身定制”特定的电子和光电特性。我希望这本书能以一种非常直观和实用的方式,让我理解异质结的内在逻辑,从而为我未来在半导体领域的研究和创新提供坚实的基础和灵感。

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拿起《半导体异质结物理》这本书,我仿佛已经站在了电子世界的奇点,准备一探究竟。我一直对“异质结”这个词充满了好奇,它暗示着不同物质的交汇,而正是这种交汇,在微观尺度上孕育出了令人惊叹的功能。我迫切地想知道,究竟是什么样的物理规律,使得两种截然不同的半导体材料能够如此“默契”地结合,并在界面处产生如此丰富的物理现象。书中是否会详细描述能带匹配、费米能级对齐的机制?我非常期待能够理解,为什么在异质结中会形成所谓的“电子气”或者“空穴气”,以及这些“气体”是如何影响器件的导电性能的。我对各种界面缺陷,例如晶格失配引起的应力、界面处的杂质等,它们对异质结性能的影响是否也有深入的探讨?这本书是否能为我揭示,如何通过精确控制材料的生长工艺,来优化异质结的界面质量,从而实现高性能的电子器件?我想知道,从最基本的电子和空穴在势阱中的行为,到更复杂的量子隧穿效应,这本书是否都有详细而准确的阐释,帮助我构建起一个完整的异质结物理图景,让我对未来电子技术的突破充满期待。

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这本书就像一把开启奇妙微观世界的钥匙,我迫不及待地想通过它去探索那些由不同材料构成的、精巧绝伦的“桥梁”——半导体异质结。作为一名对电子学充满好奇的读者,我一直对半导体材料的独特性能和它们如何通过巧妙的组合来产生更强大的功能感到着迷。我听说这本书深入浅出地讲解了异质结形成背后的物理原理,从能带理论的基石,到界面态的精妙构造,再到各种可能的界面散射机制。我特别期待能了解到,当两种不同的半导体被“粘合”在一起时,究竟发生了怎样的电子行为的改变,是如何在界面处形成独特的电场和载流子分布,进而催生出许多令人惊叹的电子器件。这本书是否能为我揭示量子阱、超晶格这些更高级的概念是如何建立在异质结基础之上的?我想知道,从最基本的载流子动力学到复杂的量子效应,这本书是否都有清晰的梳理和详尽的阐述。我对那些图示和公式是否能帮助我建立直观的理解也充满期待,毕竟,物理学的美妙往往体现在那些严谨的数学表达和形象的图示之中。我希望这本书能够让我摆脱对“黑箱”式器件功能的盲目崇拜,而是能够真正理解其内在的运行逻辑,为我日后更深入的学习和实践打下坚实的基础,让我在探索半导体世界的道路上,少一些迷茫,多一些清晰的洞察。

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我拿起《半导体异质结物理》这本书,感觉自己即将潜入一个由原子排列和能量势垒构成的深邃海洋。我对半导体材料的独特魅力一直深深着迷,而异质结更是将这种魅力发挥到了极致。我非常想知道,当两种具有不同电子结构的半导体材料接触时,究竟发生了怎样巧妙的“重组”,从而在界面处形成了特殊的物理环境。书中是否会详尽地阐述了载流子在异质结中的“迁徙”和“停留”过程,以及这些过程是如何被界面的能带结构所调控?我尤其关注那些关于表面效应和界面效应的研究,它们如何对异质结的宏观性能产生深远的影响。我想知道,这本书是否能为我提供一个系统的知识体系,让我理解异质结的微观物理原理,以及如何利用这些原理来设计和优化各种半导体器件。我期待这本书能够以一种富有洞察力的方式,揭示异质结的内在逻辑,为我打开一扇通往物质世界更深层次的窗户。

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《半导体异质结物理》这本书,对我而言,就像一本打开了通往微观宇宙大门的秘籍。我一直对半导体器件的强大能力感到好奇,而异质结无疑是实现这些能力的关键。我迫切地想知道,为什么将两种不同的半导体材料结合在一起,就能产生如此显著的电学和光学特性。书中是否会详细解释了能带理论在异质结中的应用,以及如何通过改变材料的组合来控制能带的匹配和错配?我特别期待能够理解,在异质结界面处形成的“电子气”或“空穴气”究竟是如何产生的,以及它们如何影响器件的导电性能。我对那些与量子力学相关的现象,例如量子阱、量子隧穿等,它们在异质结中的体现,有着浓厚的兴趣。我想知道,这本书是否能为我提供一个全面的框架,让我理解异质结的设计原理、物理机制以及在各种创新型器件中的应用。我希望这本书能够以一种引人入胜的方式,将复杂的物理概念娓娓道来,让我对半导体世界的奥秘有更深刻的认识。

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《半导体异质结物理》这本书,在我看来,就是一把解密微观电子世界的“万能钥匙”,我渴望用它来解锁那些隐藏在材料边界的奥秘。我一直对半导体器件的精妙设计感到惊叹,而异质结无疑是其中最关键的组成部分。我迫切地想知道,当两种具有不同能带结构的材料被“融合”时,究竟会产生怎样奇特而强大的物理效应。书中是否会详细讲解了费米能级的概念,以及它是如何决定了异质结的导电特性?我特别期待能够理解,为什么在异质结界面处会形成所谓的“电场”,以及这个电场是如何控制载流子的运动。我对那些与界面相关的散射机制,例如声子散射、杂质散射,以及它们对载流子迁移率的影响,都有着强烈的求知欲。我想知道,这本书是否能为我揭示,如何通过精确控制界面处的原子排列和化学组分,来设计和制造高性能的电子和光电器件。我希望这本书能以一种严谨而生动的笔触,带领我走进异质结的物理世界,让我深刻理解材料科学与器件物理的紧密联系。

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这本书名《半导体异质结物理》仿佛是一首关于微观世界秩序的交响乐,我渴望沉浸其中,感受那由不同原子层构成的精妙和谐。我对于那些在材料科学前沿不断涌现的新型器件,诸如高迁移率晶体管、高效发光二极管、灵敏的探测器等等,它们背后隐藏的物理机制充满了强烈的求知欲。我期待这本书能够清晰地阐释,为何仅仅改变材料的种类,甚至只是微小的掺杂浓度,就能在界面处产生如此翻天覆地的电学特性变化。书中是否会详细讲解了势垒的形成、空穴和电子如何在异质结的“十字路口”进行选择性的传输?我尤其关心那些与界面相关的物理现象,比如肖特基接触的形成,以及在PN结基础上,异质结如何进一步优化载流子注入和收集效率。我对那些复杂的输运模型,例如德布罗意-波的衍射和干涉效应在超晶格中的表现,以及如何通过量子约束效应来调控电子和空穴的行为,都有着浓厚的兴趣。我希望这本书能以一种严谨但又不失生动的方式,带领我穿越那些抽象的物理概念,去触碰异质结的真实物理世界,理解材料科学与电子工程是如何在这里融汇贯通,创造出无限可能。

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《半导体异质结物理》这本书,对我而言,是探索微观世界“精巧结构”的绝佳向导。我一直对半导体器件的强大功能感到震撼,而异质结无疑是实现这些功能的核心。我迫切地想知道,当两种不同的半导体材料被“连接”时,究竟发生了怎样的能量传递和载流子交换,从而产生了如此独特的电学特性。书中是否会详细讲解了能带的对齐和错配,以及它们在形成势垒和势阱中的作用?我特别期待能够理解,为什么在异质结界面处会形成特定的电场分布,以及这个电场是如何控制电子和空穴的运动。我对那些描述载流子输运和散射的物理模型,例如热电子效应、俄歇复合等,它们在异质结中的表现,都有着浓厚的兴趣。我想知道,这本书是否能为我提供一个清晰的路线图,让我理解异质结的物理基础,以及如何在实际的器件设计和制造中应用这些知识。我希望这本书能够以一种严谨且富有启发性的方式,让我领略到半导体异质结的无穷魅力。

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《半导体异质结物理》这本书,在我看来,不仅仅是一本关于材料的书,更是一本关于“连接”和“互动”的哲学书。我一直对半导体器件的复杂性感到着迷,而异质结无疑是其中最核心、最精妙的设计之一。我渴望通过这本书,深入理解当两种具有不同能带结构的半导体材料相遇时,究竟发生了怎样的“化学反应”——从能带弯曲到载流子注入,再到能量的转移和转换。我希望这本书能够为我详细解释,什么是“电子亲和势”和“电离势”,以及它们在形成势垒中的作用。我对那些描述异质结中载流子输运的数学模型,例如漂移扩散方程、Boltzmann方程等,它们如何在实际的器件中得到应用,有着浓厚的兴趣。书中是否会涉及那些基于异质结原理的经典和新型器件,比如双极晶体管、场效应晶体管,以及更前沿的量子器件?我希望这本书能以一种引人入胜的方式,将复杂的物理概念转化为清晰易懂的图景,让我能够真正地“看到”电子在异质结中的“舞蹈”,理解材料科学的精妙设计如何转化为现实世界的强大功能。

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手捧《半导体异质结物理》这本书,我仿佛要踏入一个由原子和电子编织而成的奇妙迷宫。我对半导体材料的独特功能一直充满着好奇,而异质结更是将这种功能性推向了新的高度。我非常渴望了解,当两种截然不同的半导体材料被放置在一起时,它们的能带结构会发生怎样的变化,从而在界面处形成特殊的电场和载流子分布。书中是否会深入探讨了载流子在异质结中的输运机制,例如势垒的穿越和势阱中的束缚?我尤其对那些关于界面缺陷的研究,例如表面态、界面陷阱等,它们如何影响器件的性能,有着浓厚的兴趣。我想知道,这本书是否能为我提供一种系统性的视角,来理解异质结的形成过程、物理特性以及在各种器件中的应用。我期待这本书能够以一种清晰且富有启发性的方式,将抽象的物理概念具象化,让我能够真正地理解半导体异质结的精妙之处,为我今后的学习和研究提供重要的指导。

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黄昆先生的学生所著,概念清晰

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夏院士在出版说明中国写道:突出物理内容,避免冗长公式推导。结果全书还是有无数公式,让我这个渣渣读起来很困难

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夏院士在出版说明中国写道:突出物理内容,避免冗长公式推导。结果全书还是有无数公式,让我这个渣渣读起来很困难

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夏院士在出版说明中国写道:突出物理内容,避免冗长公式推导。结果全书还是有无数公式,让我这个渣渣读起来很困难

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黄昆先生的学生所著,概念清晰

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