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內(nèi)容簡介

　　本書首先深入探討了量子力學(xué)基礎(chǔ)及其在物質(zhì)、能帶理論、半導(dǎo)體和集成電路等領(lǐng)域的應(yīng)用。從電子的波動性質(zhì)、不確定性原理到量子隧穿效應(yīng)，逐步揭示量子世界的奧秘。接著，通過能帶理論和半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的解析，闡明了半導(dǎo)體材料的電子行為。此外，還詳細(xì)介紹了摻雜半導(dǎo)體、晶格振動以及載流子輸運(yùn)現(xiàn)象等關(guān)鍵概念。最后，探討了MOS結(jié)構(gòu)、場效應(yīng)晶體管以及集成電路的工作原理。本書內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)清晰，能夠幫助讀者深入理解量子力學(xué)在半導(dǎo)體技術(shù)中的重要作用。本書適合有一定物理基礎(chǔ)的學(xué)生和從事半導(dǎo)體相關(guān)工作的人員閱讀。

作者簡介

　　原明人博士（理學(xué) ）1983年畢業(yè)于東京理科大學(xué)理學(xué)部第1部應(yīng)用物理學(xué)科1985年在日本東北大學(xué)理學(xué)研究科物理專業(yè)修完了博士課程前期1985年在私營企業(yè)從事半導(dǎo)體晶體工程和半導(dǎo)體器件的研究與開發(fā)工作1996年取得日本東北大學(xué)理學(xué)研究科（論文）博士學(xué)位2008年任教于東北學(xué)院大學(xué)工學(xué)部電子工學(xué)科（教授）現(xiàn)任教于東北學(xué)院大學(xué)工學(xué)部電氣電子工學(xué)科（教授）著作（均為共同撰寫）《超LSI技術(shù)17：器件與工藝第7篇》（半導(dǎo)體研究第38卷：工業(yè)調(diào)查會，西澤潤一編，1993年），第9章CZ-Si晶體中輕元素雜質(zhì)的行為;《超LSI技術(shù)20：器件與工藝第10篇》（半導(dǎo)體研究第42卷：工業(yè)調(diào)查會，西澤潤一編，1996年），第9章硅中的重金屬捕捉等共8本。

圖書目錄

目　錄
前　言
第1章量子力學(xué)基礎(chǔ)　?/?　1
1-1　波的表示方式　?/?　2
1-2　相速度與群速度　?/?　4
1-3　電子的物質(zhì)波性質(zhì)　?/?　5
1-4　不確定性原理　?/?　7
1-5　薛定諤方程式與波函數(shù)　?/?　8
1-6　一維方勢阱　?/?　11
1-7　自旋與泡利不相容原理　?/?　16
1-8　三維方勢阱　?/?　17
1-9　量子隧穿效應(yīng)　?/?　19
1-10　定態(tài)微擾理論　?/?　23
1-11　含時微擾理論　?/?　25
章末問題　?/?　27
第2章從氫原子到物質(zhì)　?/?　29
2-1　氫原子　?/?　30
2-2　氫分子　?/?　34
2-3　由s軌道或p軌道組成的物質(zhì)　?/?　37
章末問題　?/?　49
第3章能帶理論　?/?　50
3-1　晶體的周期性和晶體結(jié)構(gòu)　?/?　51
3-2　金屬自由電子理論　?/?　55
3-3　布洛赫定理　?/?　62
3-4　一維空格子的電子結(jié)構(gòu)　?/?　67
3-5　一維晶格的帶隙　?/?　68
3-6　二維和三維晶格的帶隙　?/?　71
3-7　一維強(qiáng)關(guān)聯(lián)近似　?/?　75
3-8　二維強(qiáng)關(guān)聯(lián)近似　?/?　81
章末問題　?/?　85
第4章半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)　?/?　86
4-1　強(qiáng)關(guān)聯(lián)近似下的能帶結(jié)構(gòu)　?/?　87
4-2　k?p微擾（1）：帶邊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)　?/?　96
4-3　k?p微擾（2）：基于面心立方結(jié)構(gòu)空格子的計(jì)算　?/?　99
4-4　有效質(zhì)量與運(yùn)動方程　?/?　105
4-5　?空穴　?/?　111
4-6　本征半導(dǎo)體載流子濃度與溫度的關(guān)系　?/?　113
章末問題　?/?　118
第5章摻雜半導(dǎo)體　?/?　119
5-1　施主與受主　?/?　120
5-2　淺能級雜質(zhì)中心的有效質(zhì)量近似　?/?　124
5-3　被施主雜質(zhì)束縛的電子的空間分布　?/?　129
5-4　摻雜半導(dǎo)體中載流子濃度與溫度的關(guān)系　?/?　133
章末問題　?/?　136
第6章晶格振動　?/?　138
6-1　什么是晶格振動　?/?　139
6-2　一維單原子晶格　?/?　140
6-3　一維雙原子晶格　?/?　143
6-4　三維晶格振動　?/?　148
6-5　聲子　?/?　150
6-6　晶格比熱　?/?　154
章末問題　?/?　157
第7章載流子輸運(yùn)現(xiàn)象　?/?　158
7-1　歐姆定律　?/?　159
7-2　霍爾效應(yīng)　?/?　162
7-3　遷移率的溫度相關(guān)性　?/?　165
7-4　玻爾茲曼方程　?/?　166
7-5　散射過程的計(jì)算　?/?　171
7-6　弛豫時間的計(jì)算　?/?　176
章末問題　?/?　181
第8章半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)　?/?　182
8-1　物質(zhì)中的電磁波　?/?　183
8-2　帶間躍遷　?/?　184
8-3　受施主束縛電子的光激發(fā)　?/?　193
第9章 pn結(jié)　?/?　199
9-1　pn結(jié)的形成方法　?/?　200
9-2　擴(kuò)散電流　?/?　200
9-3　pn結(jié)附近發(fā)生的現(xiàn)象　?/?　203
9-4　熱平衡狀態(tài)下的pn結(jié)能帶圖　?/?　207
9-5　連續(xù)性方程　?/?　210
9-6　正向電流　?/?　212
9-7　反向電流　?/?　216
9-8　結(jié)電容　?/?　218
9-9　pn結(jié)中的隧穿效應(yīng)　?/?　219
章末問題　?/?　222
第10章 MOS結(jié)構(gòu)　?/?　223
10-1　MOS結(jié)構(gòu)概述　?/?　224
10-2　積累層、耗盡層和反型層中的電場分布及
勢能分布　?/?　225
10-3　Si表面的電子　?/?　233
10-4　理想MOS的電容　?/?　237
10-5　非理想MOS的情況　?/?　239
章末問題　?/?　241
第11章 MOS場效應(yīng)晶體管　?/?　242
11-1　MOS場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)　?/?　243
11-2　MOS場效應(yīng)晶體管的工作原理（1）：線性區(qū)　?/?　243
11-3　MOS場效應(yīng)晶體管的工作原理（2）：一般情況下
的電流-電壓特?性　?/?　246
11-4　MOS場效應(yīng)晶體管的工作原理（3）：飽和區(qū)　?/?　248
11-5　遷移率　?/?　250
11-6　閾值電壓　?/?　253
11-7　亞閾值斜率　?/?　253
11-8　襯底偏壓效應(yīng)　?/?　256
章末問題　?/?　257
第12章集成電路　?/?　258
12-1　CMOS反相器的結(jié)構(gòu)　?/?　259
12-2　CMOS反相器中p溝道型MOSFET的工作原理　?/?　260
12-3　CMOS反相器中p溝道型MOSFET工作原理的
公式推導(dǎo)　?/?　263
12-4　CMOS反相器工作原理的公式推導(dǎo)　?/?　264
12-5　CMOS反相器的開關(guān)特性　?/?　266
12-6　等比例縮小　?/?　268
章末問題　?/?　271
第13章界面的量子化　?/?　272
13-1　Si-MOS反型層電子的量子化　?/?　273
13-2　準(zhǔn)二維電子系統(tǒng)的電子狀態(tài)　?/?　274
13-3　Si-MOS反型層的電子狀態(tài)　?/?　280
13-4　磁場下的二維電子系統(tǒng)和邊緣態(tài)　?/?　282
13-5　異質(zhì)結(jié)　?/?　287
章末問題　?/?　289
章末問題的答案　?/?　290