半导体物理学 黄昆,谢希德 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄昆，谢希德 著

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• 物理学
• 黄昆
• 谢希德
• 科学出版社
• 半导体器件
• 高等教育

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030346148

商品编码：17818781978

包装：精装

图书基本信息
图书名称	半导体物理学	作者	黄昆,谢希德
定价	88.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030346148	出版日期
字数	444000	页码
版次	1	装帧	精装
开本	12k	商品重量	0.699Kg

内容简介

作者简介

目录

编辑推荐

文摘

序言

好的，以下是一份图书简介，内容涵盖了与半导体物理学相关，但不包含《半导体物理学》黄昆、谢希德所著教材内容的详细介绍。 --- 凝聚态物质的量子之舞：从晶体结构到前沿应用 导言：物质形态的深刻革命 人类对物质本源的探索从未停歇。在微观尺度下，原子的排列组合决定了宏观性质的千差万别。当我们聚焦于那些具有独特电学特性的晶体——半导体材料时，我们打开了一扇通往现代信息技术核心的大门。本书并非传统意义上旨在系统梳理半导体基础理论的教科书，而是深入探讨凝聚态物理学中与半导体现象紧密相关的特定前沿课题、实验技术，以及新兴材料体系。它侧重于从更广阔的物理图景中理解半导体行为的精妙之处，以及如何利用这些理解去设计和制造下一代电子和光电器件。 第一部分：超越经典能带——低维与复杂晶格中的电子行为 传统的半导体物理学常以理想的周期性晶体结构为基础建立能带理论。然而，在现代材料科学中，我们越来越多地面临着非完美、受限或高度定制化的晶格环境。本部分将聚焦于这些“非标准”体系中的电子行为。 晶格缺陷的活性与调控：杂质与本征缺陷的电子态 尽管理想的周期性晶体是理论分析的起点，但在实际材料中，晶格缺陷（如空位、间隙原子、取代杂质）扮演着至关重要的角色。它们是电荷的陷阱、复合中心，也是掺杂效应的物理根源。本章将详细分析点缺陷的局部势场如何改变周围电子的能级结构，形成深能级或浅能级缺陷态。我们将探讨费米能级钉扎效应的微观机制，以及如何通过精确控制缺陷的浓度和类型，以调控半导体的导电类型和载流子寿命。特别关注于金属氧化物半导体中常见的氧空位和间隙金属离子引起的电子行为变化，以及这些变化如何影响器件的稳定性和可靠性。 低维半导体的量子限制效应：从量子阱到拓扑绝缘体 当材料的尺寸被限制在纳米尺度时，电子的运动会受到强烈的量子限制，这导致了能级的离散化和光学特性的显著改变。我们将深入探讨量子阱（Quantum Wells）中的激子行为和能级重构。在此基础上，我们更进一步探索一维纳米线和零维量子点中的载流子动力学。 更具前瞻性的是，本部分将引入拓扑材料的概念。拓扑绝缘体（TIs）因其内部是绝缘体，而表面或边界却存在受拓扑保护的导电通道而备受瞩目。我们将解析描述这些拓扑相变的时间反演对称性的重要性，以及表面狄拉克锥的物理图像，探讨它们在低功耗电子学中的潜在应用，这标志着对传统能带理论的重大拓展。 第二部分：载流子输运的非平衡态与超快动力学 理解半导体如何工作，需要深入研究载流子（电子和空穴）在电场、光场作用下的运动规律，尤其是在非平衡和超快时间尺度下的响应。 玻尔兹曼方程的扩展与高场效应 经典的载流子输运理论多基于玻尔兹曼输运方程（BTE）的松弛时间近似。本章将超越这一简化，详细讨论非平衡态下载流子的输运特性，特别是在高电场驱动下的载流子雪崩、负微分电导等现象。我们将分析声子散射、等离子体振荡与载流子-载流子相互作用如何影响平均弛豫时间，并探讨如何利用蒙特卡洛模拟方法来精确描绘载流子在复杂势场中的实际轨迹。 飞秒尺度下的光激发与弛豫过程 半导体光电器件（如激光器、光探测器）的工作依赖于材料对光的瞬时响应。我们将聚焦于超快光谱学在半导体研究中的应用。具体包括：飞秒激光泵浦-探测技术如何揭示载流子产生、热化、能量弛豫到声子的复杂过程。我们将分析载流子热分布函数的演化，以及激子（Excitons）的产生、寿命和解离机制，特别是与晶格振动（声子）耦合的细节，这是理解光电转换效率的关键瓶颈。 第三部分：复杂材料体系与器件物理的新维度 半导体技术的前沿发展正在迅速脱离传统的硅基体系，转向具有更高效率、更低功耗或全新功能的新型材料。 钙钛矿材料：光电性能的巨大潜力与不稳定性挑战 近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料因其优异的光吸收系数、可调谐的带隙和低成本制备工艺，成为太阳能电池和发光器件研究的热点。本部分将剖析钙钛矿材料独特的离子迁移特性及其对电学性能的深刻影响。我们将探讨离子-电子耦合如何导致迟滞效应（Hysteresis），以及如何通过表面钝化、晶界工程来稳定这些材料，使其寿命达到商业化要求。这部分内容侧重于材料的本征局域化缺陷与宏观器件性能的关联。 异质结界面的精细调控与新型器件结构 现代半导体器件的性能往往取决于不同材料界面处的物理化学性质。我们将详细考察异质结（Heterojunctions）的物理基础，包括能带失配（Band Offset）对势垒形成的影响。重点分析在III-V族半导体（如GaAs/AlGaAs）和氮化物半导体（如GaN/AlGaN）中，如何利用高电子迁移率晶体管（HEMT）中的二维电子气（2DEG）现象实现超高频器件。此外，还将探讨费米级面对齐的理论模型及其在肖特基势垒形成过程中的作用。 结论：面向未来的材料设计哲学 本书旨在为读者提供一个多维度、注重前沿研究的视角，去理解半导体物理学的深度和广度。它要求读者超越对基础能带模型的简单记忆，转而关注如何通过材料结构、界面工程和非平衡态动力学来驾驭电子和空穴的行为。未来的半导体研究将更加依赖于跨学科的工具和概念，从拓扑学到飞秒动力学，从缺陷化学到离子物理，这些都是构建下一代信息处理和能源转换技术的基石。 ---

评分☆☆☆☆☆

第四段评价 对于长期在半导体领域工作的人来说，这本书简直就是案头必备的“工具箱”。它不是那种追逐前沿热点的教材，而是沉淀了数十年教学和研究经验的结晶。我发现，许多当前最热门的器件，其基本工作原理追溯起来，都能在这本书中找到最清晰、最可靠的理论支撑。它的语言风格是那种典型的老派教科书的严谨与精确，措辞一丝不苟，力求无歧义。尽管有些章节的数学推导略显繁复，但一旦你坚持下来，你会发现这些复杂性是服务于精确性的。与那些侧重于器件应用和工艺流程的书籍不同，它将我们拉回到最基础的物理实在面前，提醒我们所有的工程奇迹都建立在这些微观粒子行为之上。这种“返璞归真”的阅读体验，让我对整个学科的敬畏之心更甚。

评分☆☆☆☆☆

第一段评价 这本《半导体物理学》无疑是一部经典之作，它犹如一座宏伟的知识殿堂，为所有想深入理解半导体世界的人敞开了大门。初次捧读时，我就被其严谨的逻辑结构和深入浅出的讲解方式所吸引。作者们仿佛化身为最耐心的导师，一步步引导我们穿越晶体结构、能带理论的迷雾，最终抵达半导体物理学的核心。书中的插图和公式推导详尽而清晰，即便是初次接触这门学科的读者，也能在反复研读中感受到知识的层层递进。我特别欣赏它对基本概念的阐述，比如费米能级、载流子输运等，都不是简单地抛出定义，而是结合物理图像和实际应用进行剖析，让人对内在机制了然于胸。对于那些渴望扎实掌握半导体器件物理基础的研究生和工程师来说，这本书的价值是无可替代的，它提供的不仅仅是知识点，更是一种科学思维的训练。每一次重温，都能发现新的体会，那份对物理规律的敬畏感油然而生。

评分☆☆☆☆☆

第二段评价 说实话，我拿到这本书的时候，心理预期是比较高的，毕竟是名家之作。然而，实际阅读体验远超我的想象，它更像是一本历经时间沉淀的醇厚老酒，初尝可能略显深奥，但回味无穷。书中对量子力学在半导体中的应用描述得尤为精妙，特别是对布洛赫定理和有效质量概念的引入，构建了一个完美的理论框架。它没有被某些时髦但可能转瞬即逝的新兴技术所干扰，而是专注于那些永恒不变的、支撑整个现代电子工业的底层物理原理。我个人认为，这本书的伟大之处在于它的“定海神针”作用——无论外部技术如何风云变幻，这本书所阐述的物理本质始终如一。对于希望构建坚实理论基础的学者而言，它提供了近乎完美的蓝图。我甚至会在遇到复杂问题时，习惯性地翻阅其中几页，那份严谨的论述总能帮助我迅速厘清思路，回归问题的本质。

评分☆☆☆☆☆

第三段评价 这是一部需要“慢读”的书，而不是那种可以快速浏览以获取表面信息的读物。我花了比预期更长的时间来消化它，因为书中的每一个章节都充满了密度极高的信息，每一个公式背后都凝结着深厚的物理洞察力。我尤其喜欢它对杂质和缺陷对半导体性能影响的探讨，那部分描述得极其细致入微，远比我之前读过的任何一本入门教材都要深入。作者们似乎没有放过任何一个可能引起读者困惑的细节，总是提前预设了潜在的疑问并给出解答。这使得阅读过程虽然充满挑战，但每攻克一个难点，都会带来巨大的成就感。它更像是一部工程学的“宪法”，指导着我们如何去理解和设计那些精密的半导体器件。那种清晰的逻辑链条，让你从原子层面开始，一直构建到宏观的电学特性，这种完整的体系感是其他零散资料无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

第五段评价 这本书的阅读体验，对于我这个非物理专业出身的工程师来说，是一次深刻的洗礼。它迫使我必须停下来，重新审视那些我过去只是“知道”却不甚“理解”的概念。例如，对载流子有效质量的讨论，书中通过巧妙的类比和严密的数学推导，让原本抽象的概念变得具象化，仿佛能“看到”电子在晶格中运动的状态。它的排版和图示虽然带着时代的印记，但其内容的深刻性完全盖过了形式上的不足。我尤其珍视书中对平衡态和非平衡态物理的区分阐述，这为后续理解半导体器件的动态特性奠定了不可动摇的基础。读完它，我感觉自己对半导体领域的认识从“会用”上升到了“懂得为什么会这样”，这对于解决实际工程中的深层次问题至关重要，它提供的理论深度足以支撑我们走得更远。