Electron Beams and Microwave Vacuum Electronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Tsimring, Shulim E.

出品人:

页数:573

译者:

出版时间:2006-10

价格:1247.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780470048160

丛书系列:

图书标签:

• Electron Beams
• Microwave Vacuum Electronics
• Vacuum Electronics
• Electron Beam Devices
• Microwave Technology
• High-Frequency Electronics
• Plasma Physics
• Beam Physics
• RF Technology
• Accelerator Physics

好的，这是一本名为《A Comprehensive Guide to Solid-State Device Physics and Quantum Engineering》的图书简介，旨在探讨当前半导体材料科学、量子器件设计与制造的前沿进展，并深入剖析其背后的物理学原理。 --- 书名：《A Comprehensive Guide to Solid-State Device Physics and Quantum Engineering》 深入探索半导体材料、量子器件与下一代电子学 图书简介 本书是一部面向高年级本科生、研究生以及半导体和量子技术领域专业工程师的权威性参考资料。它系统而深入地涵盖了现代固态电子学、半导体物理学的核心概念，并将其前沿拓展至量子工程和新一代器件结构的构建。全书结构严谨，内容详实，旨在为读者提供从基础理论到尖端应用的完整知识体系，以应对当前电子技术快速迭代所带来的挑战。 第一部分：半导体物理学基础与经典器件原理 本书的开篇部分着重于巩固读者对半导体物理学的基本理解。我们将从晶体结构、能带理论和载流子输运现象入手，详细阐述费米能级、有效质量、杂质能级等关键概念。 晶体结构与电子态： 深入探讨硅、锗以及 III-V、II-VI 族半导体的晶格振动（声子）对电子输运的影响。重点分析了布洛赫定理在理解周期性势场中电子行为的重要性，并详细解析了有效质量的物理意义及其在器件建模中的应用。 载流子输运机制： 耗尽区物理是理解二极管和晶体管工作特性的基石。本书细致描绘了漂移电流、扩散电流的数学描述，并引入了热电子效应、俄歇复合等复合机制。针对高频应用中的重要议题，我们专门辟出一章讨论了载流子在超快尺度下的动力学行为，包括蒙特卡洛模拟方法在预测输运过程中的优势。 经典半导体器件： 详细剖析了 PN 结、肖特基结的构建、I-V 特性及其在整流器和传感器中的应用。随后，重点转向双极型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。对于 MOSFET，本书不仅涵盖了经典器件的阈值电压、跨导等参数的推导，更深入探讨了短沟道效应、亚阈值摆幅（Subthreshold Swing）的物理限制，为后续介绍先进结构奠定基础。 第二部分：先进半导体结构与界面工程 随着器件尺寸的不断缩小，材料界面和二维结构变得至关重要。本部分聚焦于现代集成电路制造中不可或缺的界面物理和异质结技术。 异质结与二维电子气（2DEG）： 详细分析了由不同带隙半导体构成的异质结中的能带弯曲和载流子限制效应。重点讨论了应变异质结（Strained Heterostructures）如何通过晶格失配诱导出高载流子迁移率的二维电子气，这是高性能射频器件（如 HEMT）的核心。我们还将对比分析 III-V 族与硅基异质结的优劣。 栅极电介质与界面态： 讨论了高介电常数（High-k）材料在克服传统 $ ext{SiO}_2$ 栅氧漏电流限制中的关键作用。深入探讨了界面缺陷态（Interface Traps）的性质、能级分布及其对器件性能（如阈值电压稳定性、噪音）的影响，并介绍了表征这些缺陷的 DLTS 等先进实验技术。 硅基与 III-V 族器件的集成挑战： 针对异质集成这一热点，本书分析了不同材料体系的热膨胀失配、缺陷迁移率等工程难题，并探讨了实现高性能 CMOS 与高速光电子器件集成的关键技术路径。 第三部分：量子器件物理与新兴技术 本书的最后一部分将视角提升至原子尺度，探索量子力学原理在信息处理和传感领域的直接应用，聚焦于量子工程的前沿课题。 量子尺度下的电子行为： 引入了量子限制效应，阐述了量子阱（Quantum Wells）、量子线（Quantum Wires）和量子点（Quantum Dots）中电子能级的离散化。详细分析了量子隧穿效应在双势垒隧穿二极管（TBTS）中的应用，以及其作为量子传感器件基础的潜力。 自旋电子学（Spintronics）导论： 区别于传统电子学仅利用电子电荷，自旋电子学利用电子的自旋自由度。本书系统介绍了自旋注入、自旋输运、自旋轨道耦合（SOC）的物理基础。重点分析了巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）的物理机制，以及它们在磁随机存取存储器（MRAM）中的应用。 量子信息处理的硬件基础： 探讨了基于固态系统的量子比特实现方案。详细分析了半导体量子点中电子自旋量子比特的退相干机制、操控方法（如电子自旋共振 ESR）及其与表面声子和电荷噪声的耦合问题。同时，也涵盖了超导电路中约瑟夫森结（Josephson Junctions）作为量子比特的物理基础。 量子工程与未来器件概念： 展望了拓扑绝缘体、二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在构建低功耗、高迁移率晶体管方面的潜力。探讨了如何利用材料工程来调控拓扑边界态，以实现抗散射的无损自旋流传输，这被认为是下一代低能耗计算的基石。 学习目标与特色： 本书的特色在于理论深度与工程实践的紧密结合。每章末尾均附有详细的习题集，涉及大量的半定量和全定量分析。此外，穿插了若干“前沿聚焦”的案例分析，详细解读了近年来《Nature》、《Science》等顶级期刊中与固态量子器件相关的突破性研究成果。读者通过学习本书，将能熟练掌握从材料选择到器件设计、从经典集成电路优化到未来量子计算硬件实现的完整知识链条。 本书是致力于推动信息技术革命的科研人员和工程师不可或缺的工具书。

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