信息功能材料手册（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王占国 编

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• 信息材料
• 功能材料
• 材料手册
• 无机材料
• 有机材料
• 物理学
• 化学
• 工程学
• 纳米材料
• 材料科学

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122053381

版次：1

商品编码：10388716

包装：精装

开本：16开

出版时间：2009-07-01

用纸：胶版纸

页数：649

内容简介

　　 《信息功能材料手册》涉及信息的获取、传输、存储、显示和处理等主要技术用的材料与器件，对各种材料的结构、性能、制备工艺以及电子器件的制造和应用都进行了详细的介绍。《信息功能材料手册（上）》不仅全面系统地反映了国外信息功能材料研究领域的现状、新进展和发展趋势，而且也特别注重我国在该领域的研发和产业化方面取得的成果，力图使其具有实用性、先进性和专业性。《信息功能材料手册（上）》的出版，将有力推动我国信息技术和信息产业的健康发展。
　　 《信息功能材料手册（上）》主要供从事信息功能材料的科研工作者和工程技术人员查阅使用。

目录

第1篇 概论
第1章 信息功能材料在信息技术中的战略地位
第2章 信息功能材料的发展现状和趋势

第2篇 半导体硅材料
第1章 概述
第2章 硅单晶的制备
第3章 硅晶体的机械性质
第4章 硅晶体表面性质
第5章 硅晶体的腐蚀
第6章 硅晶片加工工艺
第7章 硅单晶的缺陷
第8章 硅单晶中轻元素杂质
第9章 硅单晶中的过渡族金属杂质和吸杂
第10章 其它硅材料
第11章 硅材料的发光

第3篇 集成电路制造技术
第1章 集成电路设计技术
第2章 微细加工技术
第3章 集成电路工艺技术
第4章 CMOS器件及电路制造技术
第5章 双极型器件及电路制造技术
第6章 半导体功率器件及电路
第7章 化合物半导体器件和电路
第8章 集成电路封装技术

第4篇 硅基异质结构材料和器件
第1章 概论
第2章 SiGe的晶体结构
第3章 SiGe的能带结构
第4章 SiGe的力学性质、热学性质和Raman光谱
第5章 SiGe的电学性质和磁学性质
第6章 SiGe的光学性质
第7章 SiGe（001）的原子再构和表面性质
第8章 SiGeC/Si异质结
第9章 硅基Ⅲ—Ⅴ族半导体异质结构
第10章 SOI材料和器件
第11章 硅基二氧化硅材料 第
第12章 Si基异质结构的外延生长
第13章 Si基异质结构电子器件
第14章 硅基光电子器件

第5篇 化合物半导体材料
第1章 CaAs和InP的结构和性质
第2章 GaAs和InP的制备
第3章 GaAs和InP中的杂质和缺陷
第4章 GaAs和InP测试表征
第5章 GaAs和InP的应用
第6章 其他常见化合物半导体材料

第6篇 宽带隙半导体及其应用
第1章 导论
第2章 Ⅲ族氮化物半导体材料
第3章 Ⅲ族氮化物半导体基本物理性质
第4章 Ⅲ族氮化物半导体器件应用
第5章 氧化锌（ZnO）半导体
第6章 碳化硅半导体
第7章 金刚石半导体
第8章 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体
第9章 宽禁带稀释磁性半导体材料

《现代信息功能材料展望》 一、引言 在信息时代的浪潮中，材料科学的每一次突破都深刻地影响着人类社会的发展进程。从最初的真空电子管到如今集成电路的微观世界，信息的产生、传输、存储和处理能力已经实现了惊人的飞跃。而这一切的背后，正是信息功能材料不断创新与演进的强大驱动。这些材料不仅是构成现代电子设备、通信系统、显示技术、传感器以及人工智能核心部件的基石，更是探索宇宙奥秘、实现可持续发展、提升人类生活品质的关键。 本书《现代信息功能材料展望》并非一本详尽罗列所有信息功能材料的百科全书，而是一部聚焦于当前及未来信息功能材料领域前沿动态、关键技术进展、核心科学原理以及发展趋势的深度探索。我们将聚焦于那些最具颠覆性、最具潜力的材料体系，分析其独特的物理、化学和电子特性，探讨它们在驱动新一代信息技术革新中的核心作用。本书旨在为材料科学家、电子工程师、物理学家、化学家以及对信息功能材料领域充满好奇的读者提供一个全面而深入的视角，帮助理解当前的研究热点，预见未来的发展方向，并激发新的创新灵感。 二、新一代信息处理与存储材料 信息处理和存储是信息技术的两大核心支柱。随着摩尔定律趋于极限，传统的硅基半导体材料在性能提升方面面临瓶颈，这催生了对新型信息处理和存储材料的迫切需求。 1. 量子信息材料： 量子计算的出现预示着信息处理能力的指数级增长。本书将深入探讨用于构建量子比特的关键材料，包括： 超导材料： 如铝、铌、钌等，在极低温下表现出的零电阻特性是实现超导量子比特的基础。我们将分析不同超导材料的性能差异，以及它们在超导量子计算芯片设计中的应用考量，例如相干时间、栅控响应速度等。 拓扑量子材料： 这类材料具有独特的拓扑性质，其量子信息不易受局域扰动影响，为实现容错量子计算提供了可能。我们将介绍马约拉纳费米子、拓扑超导体等概念，并探讨量子霍尔效应材料、二维狄拉克材料等在拓扑量子计算中的潜在应用。 量子点与单原子体系： 利用半导体量子点或掺杂了稀土元素的材料，实现对单个电子自旋或光子的精确操控，为构建固态量子比特提供了另一种途径。我们将讨论量子点的尺寸效应、表面钝化技术以及它们在量子信息集成电路中的发展前景。 NV色心与金刚石材料： 金刚石中的氮-空位（NV）色心作为一种优良的量子传感器和量子存储器，具有长相干时间和易于操控的优点。本书将分析NV色心的光谱特性、自旋动力学以及其在量子通信、量子传感和量子模拟等领域的应用潜力。 2. 新型半导体材料： 除了硅，第三代半导体材料（如氮化镓GaN、碳化硅SiC）以及二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物TMDs）正成为高性能信息处理器件的新宠。 第三代半导体： 氮化镓（GaN）及其异质结构（如AlGaN/GaN）在功率器件和射频器件领域展现出超越硅的优越性能，如高击穿电压、高电子迁移率和良好的热稳定性。本书将重点分析GaN基HEMTs（高电子迁移率晶体管）的器件结构、工作原理以及在高频通信、电源管理等领域的最新应用进展，并探讨其与Ga2O3等新兴第三代半导体材料的竞争与互补。 二维材料： 石墨烯、过渡金属硫化物（如MoS2, WSe2）、黑磷等二维材料具有优异的导电性、光学性质和极高的表面积，为制造超薄、高性能的晶体管、传感器和存储器提供了可能。我们将详细阐述这些二维材料的制备方法（如化学气相沉积CVD、机械剥离）、独特的电子结构、以及在栅控效应晶体管（GFT）、场效应晶体管（FET）和忆阻器等新型存储器中的应用潜力，并讨论解决其在大面积制备、器件集成以及稳定性等方面的挑战。 3. 磁性材料与自旋电子学： 利用电子的自旋属性进行信息存储和处理，是自旋电子学的核心。 磁性随机存取存储器（MRAM）： 铁磁隧道结（MTJ）作为MRAM的核心器件，其性能很大程度上取决于磁性层材料的磁晶各向异性、磁畴壁的移动效率以及隧穿势垒材料的性能。本书将深入探讨巨磁电阻（GMR）和隧道磁电阻（TMR）效应材料，如CoFeB、MgO等，以及自旋转移力矩（STT）和自旋轨道力矩（SOT）等写操作机制，并分析其在高性能、低功耗存储器中的发展前景。 铁电材料与铁磁材料的耦合： 探索铁电性与磁性之间相互作用，实现电场调控磁性，有望构建低功耗的存储器和逻辑器件。我们将介绍铁电/铁磁异质结的界面耦合机制，如应变耦合、电荷耦合等，以及在多铁性材料中的应用研究。 反铁磁材料： 近年来，反铁磁材料因其对外部磁场不敏感、抗干扰能力强以及可实现更高速度的磁化翻转等优点，正成为下一代信息存储的新热点。本书将介绍反铁磁材料的特性，如反铁磁共振（AFMR）以及利用外场（电场、光场）实现反铁磁序翻转的最新进展。 三、信息传输与通信材料 信息的高速、远距离传输是信息时代赖以生存的脉络。光纤通信、无线通信等领域的进步，离不开先进光电材料和射频材料的支撑。 1. 光通信材料： 光纤材料： 尽管传统光纤仍占据主导地位，但为满足更高带宽和更长距离传输的需求，新型光纤材料，如掺铒光纤（EDF）用于光放大，以及具有特殊结构的光子晶体光纤（PCF）用于实现更多样的光信号调控，正得到广泛研究。本书将介绍光纤的损耗机制，高性能掺杂材料的制备技术，以及PCF在特种光纤激光器、非线性光学器件等方面的应用。 半导体激光器与探测器材料： 激光器是光通信的核心光源，而探测器则负责接收和转换光信号。InP基材料（如InGaAsP）在1.3μm和1.55μm通信波段具有优异的性能，而GaAs基材料在可见光和近红外波段则应用广泛。本书将深入探讨量子阱激光器、量子点激光器等新型激光器结构，以及InGaAs、Ge等高性能光电探测器的制备与性能优化。 硅光子材料： 将电子学和光学功能集成在同一硅基芯片上，是实现高密度、低功耗光互连的关键。我们将介绍硅基光波导、调制器、探测器的设计与制备，以及硅基光子器件在数据中心、高性能计算等领域的应用前景。 2. 无线通信材料： 高频介质材料： 随着通信频率向毫米波和太赫兹频段发展，低介电损耗、高频率稳定性、低介电常数（low-k）的介质材料成为关键。本书将介绍陶瓷材料（如BaTiO3、SrTiO3）、聚合物复合材料以及新型无机非金属材料在高性能天线、滤波器、波导等射频器件中的应用。 压电与铁电材料： 压电材料如PZT（锆钛酸铅）是实现声表面波（SAW）和体声波（BAW）滤波器的核心，而铁电材料如BaTiO3在微波退耦滤波器和移相器等领域具有重要应用。我们将分析这些材料的压电/铁电性能与晶体结构、微观畴结构的关系，以及在5G、6G通信系统中的具体应用。 磁性材料与天线： 微波磁控管、铁氧体器件等在雷达、通信系统中扮演重要角色。我们将探讨高性能铁氧体材料在低损耗、宽带器件中的应用，以及新型磁性超材料在小型化、高性能天线设计中的创新。 四、信息显示与传感材料 信息可视化和环境感知是人机交互的关键环节。新型显示技术和高性能传感器不断涌现，极大提升了信息获取和交互的效率。 1. 显示材料： 有机发光二极管（OLED）材料： OLED以其自发光、高对比度、宽视角和柔性化的特点，已成为下一代显示技术的主流。本书将深入分析OLED的发光层（如荧光、磷光、热活化延迟荧光TADF）、传输层（电子/空穴传输材料）以及器件结构，并探讨不同有机小分子和聚合物材料的性能优化，以及在柔性显示、透明显示、MicroLED等领域的最新进展。 量子点（Quantum Dot）材料： 量子点因其优异的光学性能，如窄光谱、高色纯度和可调发光波长，正成为提升LED显示和OLED显示色彩表现的重要技术。我们将介绍不同核壳结构的量子点材料（如CdSe/ZnS, InP/ZnS），以及其在QLED（量子点发光二极管）显示、以及作为三基色荧光粉在传统LED显示中的应用。 液晶材料： 尽管OLED和量子点技术发展迅速，但液晶显示（LCD）仍凭借其成本优势和成熟度在市场中占据重要地位。我们将分析液晶分子的取向、响应速度、对比度和视角等关键性能，以及在IPS（平面转换）、VA（垂直配向）等技术中的材料选择和优化。 2. 传感器材料： 气体传感器材料： 氧化物半导体（如SnO2, ZnO）、金属有机框架（MOFs）和二维材料（如石墨烯、TMDs）在气敏传感器中展现出高灵敏度、选择性和快速响应的潜力。本书将分析不同材料的气体吸附机制、表面缺陷调控以及电化学传感原理，并探讨其在环境监测、工业安全、医疗诊断等领域的应用。 光学传感器材料： 荧光材料（如稀土配合物）、光致变色材料、以及等离激元纳米材料在光学传感领域具有广泛应用。我们将介绍如何设计具有特定激发/发射光谱的荧光探针，以及利用纳米材料的表面等离激元共振效应提高传感灵敏度。 生物传感器材料： 纳米材料、石墨烯衍生物、以及新型高分子材料在构建高灵敏度、高选择性的生物传感器方面发挥着关键作用。我们将探讨这些材料在DNA、蛋白质、葡萄糖等生物分子检测中的应用，以及电化学、光学、压电等传感机制。 压电与热释电材料： 压电材料可以用于构建微型麦克风、加速度传感器、触觉传感器等，而热释电材料则适用于红外探测和人体感应。我们将分析PZT、PVDF等材料的压电/热释电效应，以及其在MEMS（微机电系统）中的集成应用。 五、前沿探索与未来展望 信息功能材料的未来发展将聚焦于智能化、集成化、可持续化和跨界融合。 人工智能与材料设计： 利用大数据、机器学习和人工智能（AI）技术，可以加速新型信息功能材料的发现、设计和性能预测，实现材料研发的智能化。本书将探讨AI在材料基因组计划、高通ropic材料搜索等方面的应用。 多功能集成材料： 追求将多种功能（如计算、存储、通信、传感）集成到单一材料或器件中，实现微型化、低功耗和高效的信息处理。例如，忆阻器与晶体管的结合，以及柔性电子设备中的多功能集成。 可持续与绿色材料： 面对环境挑战，开发低毒性、易降解、可回收的信息功能材料，以及采用更环保的制备工艺，将是未来重要的发展方向。 生物电子学与神经接口： 探索生物兼容性材料与生物体的信息交互，实现脑机接口、可穿戴健康监测等前沿应用。 六、结语 《现代信息功能材料展望》旨在揭示信息功能材料领域的蓬勃生机与无限可能。从微观世界的量子效应到宏观世界的器件应用，材料的创新是信息技术不断前进的不竭动力。本书通过深入浅出的阐述，希望能够点燃读者对这一迷人领域的研究热情，并为下一代信息技术的发展贡献宝贵的思想火花。

评分☆☆☆☆☆

作为一个资深材料发烧友，我一直对各种新材料的涌现充满好奇，也乐于钻研其中的奥秘。《信息功能材料手册（上册）》这本书，我刚拿到手就爱不释手，虽然是“上册”，但内容的分量已经足够让我惊叹。书中对信息功能材料的起源、发展脉络以及核心概念的梳理，可以说是鞭辟入里。它不仅仅罗列了各种材料的参数和性质，更重要的是，它深入浅出地解释了这些材料是如何实现信息处理、存储、传输等功能的。我特别喜欢书中对于一些基础物理原理在材料设计中的应用讲解，比如量子力学如何影响半导体材料的导电性，电磁学原理如何在磁性材料中体现。这些内容对于我理解一些前沿科技，比如量子计算、下一代存储器，提供了坚实的基础。而且，书中并非只有理论，还穿插了大量现实世界的应用案例，让我能更直观地感受到这些材料的巨大潜力。比如，它对 OLED 材料在显示技术上的突破性进展的描述，以及对新型传感器材料在物联网领域的应用前景的展望，都让我对接下来的“下册”充满了无限的期待。这本书的语言虽然专业，但作者的表述方式相当巧妙，能够引导读者一步步深入理解复杂的技术细节，不会让人感到枯燥乏味。

评分☆☆☆☆☆

我是一位正在攻读材料科学博士的学生，平日里接触大量的专业文献，也经常为找不到一本能够系统性地梳理某一领域知识的“百科全书”而烦恼。《信息功能材料手册（上册）》的出现，无疑是给我解决了一个大难题。这本书在结构上非常清晰，从宏观到微观，从基础到应用，层层递进。它详细介绍了诸如半导体材料、磁性材料、压电材料、光电材料等几大类信息功能材料的晶体结构、电子结构、输运特性等基本属性，并且对不同材料体系的制备方法和表征技术也进行了详尽的阐述。我尤其赞赏书中对于一些交叉学科知识的整合，比如它在讲解铁电材料时，不仅涉及了固态物理，还触及了介观物理和纳米技术，为我提供了一个全新的视角来审视这些材料。书中引用的参考文献也相当权威和广泛，为我进一步深入研究提供了宝贵的线索。虽然我主要关注的是实验层面，但书中对于理论模型的解释也同样严谨，让我能够更好地理解实验现象背后的物理机制。总而言之，这本手册不仅是我的案头必备，更是我学术探索的良师益友，它为我构建了一个更加完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我是一位退休多年的老工程师，虽然已经离开了工作岗位，但对于材料科学的热情从未减退。《信息功能材料手册（上册）》这本书，给我带来了不少惊喜。这本书的编排方式很独特，既有深度又不失广度。它用一种比较通俗易懂的语言，将一些原本非常复杂的概念解释清楚。我尤其喜欢书中关于材料与器件之间关系的阐述，这让我想起了当年我们工作的年代，许多器件的性能提升都依赖于对材料的深入理解和改进。书中对一些经典信息功能材料的介绍，比如硅基半导体、磁记录材料等，都勾起了我很多回忆，同时也让我看到了这些技术是如何不断演进，发展到如今的。更重要的是，书中对一些新兴材料的介绍，比如量子点、二维材料等，让我感受到了科技发展的强大生命力。虽然我可能不会再亲自去实验室做实验，但通过阅读这本书，我依然能够感受到材料科学的魅力，也对我们国家在这些领域的进步感到由衷的高兴。这本书让我觉得，学习永无止境，即便是到了我这个年纪，依然能从中获得新知。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对科技发展充满热情的产品经理，我总是希望能够站在行业最前沿，预见未来的技术趋势，并将其转化为创新的产品。《信息功能材料手册（上册）》这本书，恰恰给了我这样的洞察力。它没有止步于对现有材料的介绍，而是深入探讨了材料的“功能性”，也就是材料能够如何被设计和利用来满足特定的信息处理需求。书中对于“信息”的定义和材料在信息处理链条中的作用的阐述，让我对“材料”这个概念有了更深刻的理解，不再仅仅是“构成物质的元素”，而是“实现功能的载体”。我从中了解到，为什么某些材料在存储数据时效率更高，为什么某些材料在传感器上反应更灵敏，为什么某些材料能够实现更快的信号传输。这些知识让我能够更好地与研发团队沟通，理解技术瓶颈，并发现新的产品方向。书中对未来信息功能材料发展方向的预测，比如对柔性电子、生物电子材料的探讨，也让我对下一代消费电子产品有了初步的构想。它为我打开了一个全新的思考维度，让我能从更深层次上理解技术与市场的结合。

评分☆☆☆☆☆

我是一名高中生，对科学有着强烈的好奇心，尤其对那些能够改变我们生活的高科技材料非常感兴趣。《信息功能材料手册（上册）》这本书，虽然名字听起来有些学术，但实际上读起来非常有意思。它就像一本“材料的魔法书”，告诉我那些我们每天都在使用的电子产品背后，究竟隐藏着怎样的神奇材料。书中对各种材料的介绍，比如为什么手机屏幕那么清晰，为什么电脑里的芯片那么小巧，为什么我家的音响声音那么好听，都给出了令人信服的解释。它并没有用太多枯燥的公式，而是通过生动的比喻和形象的插图，让我能够轻松理解这些材料是如何工作的。我尤其喜欢书中对“信息”在材料中的“旅程”的描述，从输入到处理，再到输出，整个过程的连接让我感觉非常有趣。这本书让我意识到，我们身边的一切都离不开这些“看不见的”材料，它们是现代科技的基石。读完这本书，我感觉自己对物理和化学的理解更深了，也对未来可能选择的专业方向有了更清晰的认识，我希望能有一天也能参与到创造这些神奇材料的行列中。