《電子材料與器件（第四版）》是2018年10月清華大學出版社出版的圖書，作者是[加]卡薩普 （S· O· Kasap）。
基本介紹
- 書名：電子材料與器件（第四版）
- 作者：[加]卡薩普 (S. O. Kasap)
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2018年10月
- 定價：199 元
- ISBN：9787302510291
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
電子材料與器件（第四版）可作為“電子材料和器件”課程的教材，也適用於電氣工程和電子材料類專業研究生的入門課程。第四版是在第三版的基礎上，參考了大量的反饋意見以及電子與光電子材料過去10年發展進程，廣泛修訂和擴展而成。擴展了許多新的主題，增加了新的案例、圖表和思考題，並提供了解決問題的方法，將這些概念套用到套用中。此外，術語表中增加了更多的術語，讀者會發現它們非常有用。
為滿足工程認證的要求，正文中的一些章節包括更多附加內容，通常會給出正文之外的具體細節，如量子力學和更多的數學。電子材料與器件（第四版）儘可能避免交叉引用以免過多重複，同時，針對不同學時的教學安排，讀者也可根據需要跳過一些章節。
圖書目錄
簡 要
第1章材料科學基本概念1
第2章固體中的電傳導和熱傳導123
第3章電子材料和器件原理211
第4章現代固體理論311
第5章半導體409
第6章半導體器件525
第7章介電材料與絕緣657
第8章磁性和超導電性765
第9章材料的光學特性857
附錄B主要符號和縮略語945
附錄C元素性質表953
附錄D常數及可用信息957
元素周期表959
第1章材料科學基本概念1
1.1原子結構和原子序數1
1.2原子質量和摩爾6
1.3鍵合和固體類型7
1.3.1分子和一般鍵合原理7
1.3.2共價鍵合固體： 金剛石9
1.3.3金屬鍵合： 銅11
1.3.4離子鍵合固體： 鹽12
1.3.5二次鍵合16
1.3.6混合鍵合20
1.4動力學分子理論23
1.4.1平均動能和溫度23
1.4.2熱膨脹30
1.5分子速度和能量分布35
1.6分子碰撞與真空沉積39
1.7熱、熱波動和噪聲43
1.8熱激活過程48
1.8.1阿列紐斯速率方程48
1.8.2原子擴散和擴散係數50
1.9結晶狀態53
1.9.1晶體結構53
1.9.2晶向和晶面59
1.9.3同素異形體和碳64
1.10晶體缺陷及其意義67
1.10.1點缺陷： 空位和雜質67
1.10.2線缺陷： 邊緣和螺旋錯位71
1.10.3面缺陷： 晶界75
1.10.4晶體表面和表面性質77
1.10.5化學計量法、非化學計量法和缺陷結構80
1.11單晶Czochralski生長80
1.12玻璃和非晶半導體83
1.12.1玻璃和無定形固體83
1.12.2晶體矽和非晶矽86
1.13固體溶液和兩相固體88
1.13.1同晶固溶體： 同晶合金88
1.13.2相圖： 銅鎳等同晶合金89
1.13.3區域精煉和純矽晶體93
1.13.4二元共晶相圖和鉛錫焊料95
附加主題100
1.14布拉維晶格100
1.15Grüneisen規則103
第2章固體中的電傳導和熱傳導123
2.1經典理論： 德魯德模型124
2.2電阻率的溫度依賴性： 理想的純金屬132
2.3Matthiessen和Nordheim法則135
2.3.1Matthiessen法則和電阻率溫度係數（α）135
2.3.2固溶體和Nordheim法則143
2.4混合物和多孔材料的電阻率150
2.4.1異質混合物150
2.4.2兩相合金（AgNi）的電阻率和電觸點154
2.5霍爾效應和霍爾器件155
2.6熱傳導160
2.6.1熱導係數160
2.6.2熱阻164
2.7非金屬物的導電性165
2.7.1半導體166
2.7.2離子晶體和玻璃170
附加主題175
2.8趨膚效應： 導體的高頻電阻175
2.9交流電導率σac178
2.10金屬薄膜182
2.10.1金屬薄膜的導電性182
2.10.2薄膜的電阻率182
2.11微電子學中的互連188
2.12電遷移和Black方程192
第3章電子材料和器件原理211
3.1光子211
3.1.1光的波動性211
3.1.2光電效應214
3.1.3康普頓散射219
3.1.4黑體輻射222
3.2電子的波動性225
3.2.1德布羅意關係225
3.2.2時間無關的薛丁格方程229
3.3無限勢阱中的受限電子233
3.4海森堡的不確定性原理239
3.5有限勢阱中的受限電子242
3.6隧道現象： 量子泄漏246
3.7位阱： 三個量子數252
3.8氫原子255
3.8.1電子波函式255
3.8.2量子化的電子能量260
3.8.3軌道角動量和空間量子化264
3.8.4電子自旋和內在的角動量S269
3.8.5電子的磁偶極矩271
3.8.6總角動量J275
3.9氦原子和周期表276
3.9.1氦原子和泡利不相容原則276
3.9.2亨德準則279
3.10受激發射和雷射281
3.10.1受激發射和光子放大281
3.10.2氦氖雷射器285
3.10.3雷射輸出光譜288
附加主題290
3.11光纖放大器290
第4章現代固體理論311
4.1氫分子： 鍵合的分子軌道理論311
4.2固體能帶理論317
4.2.1能帶形成317
4.2.2能帶中電子的性質323
4.3半導體326
4.4電子有效質量332
4.5能帶中的狀態密度334
4.6統計： 粒子集合341
4.6.1玻爾茲曼古典統計341
4.6.2費米狄拉克統計342
4.7金屬的量子理論344
4.7.1自由電子模型344
4.7.2金屬導電性347
4.8費米能級的意義350
4.8.1金屬金屬接觸： 接觸電勢350
4.8.2塞貝克效應和熱電偶353
4.9熱離子發射和真空管器件362
4.9.1熱離子發射： RichardsonDushman方程362
4.9.2肖特基效應和場發射366
4.10聲子372
4.10.1諧振子和晶格波372
4.10.2德拜熱容377
4.10.3非金屬的導熱性382
4.10.4電導率385
附加主題386
4.11金屬能帶理論： 晶體中的電子衍射386
第5章半導體409
5.1本徵半導體410
5.1.1矽晶體和能帶圖410
5.1.2電子和空穴411
5.1.3半導體傳導414
5.1.4電子和空穴濃度416
5.2非本徵半導體424
5.2.1n型摻雜425
5.2.2p型摻雜427
5.2.3補償摻雜428
5.3電導率的溫度依賴性433
5.3.1載流子濃度的溫度依賴性433
5.3.2漂移遷移率： 溫度和雜質依賴性438
5.3.3電導率的溫度依賴性441
5.3.4簡併和非簡併半導體443
5.4直接和間接複合445
5.5少數載流子壽命449
5.6擴散和傳導方程以及隨機運動455
5.7連續性方程461
5.7.1時間依賴的連續性方程461
5.7.2穩態連續性方程463
5.8光吸收467
5.9壓阻471
5.10肖特基連線475
5.10.1肖特基二極體475
5.10.2肖特基結太陽能電池和光電二極體480
5.11歐姆接觸和熱電冷卻器485
附加主題490
5.12塞貝克效應半導體和電壓漂移490
5.13直接和間接帶隙半導體493
5.14間接複合503
5.15非晶半導體503
第6章半導體器件525
6.1理想pn結526
6.1.1不施加偏置： 開路526
6.1.2正向偏置： 擴散區電流531
6.1.3正向偏置： 複合電流和總電流537
6.1.4反向偏置539
6.2pn結能帶圖546
6.2.1開路546
6.2.2正向和反向偏置548
6.3pn結的耗盡層電容551
6.4擴散區（存儲區）電容和動態電阻557
6.5反向擊穿： 雪崩擊穿和齊納擊穿560
6.5.1雪崩擊穿560
6.5.2齊納擊穿562
6.6發光二極體（LED）564
6.6.1LED原理564
6.6.2異質結高強度LED566
6.6.3量子阱高強度LED567
6.7LED材料和結構570
6.8LED輸出光譜574
6.9LED的亮度和效率580
6.10太陽能電池584
6.10.1光電器件原理584
6.10.2串聯和並聯電阻591
6.10.3太陽能電池的材料、器件和效率593
6.11雙極型電晶體（BJT）596
6.11.1共基極（CB）直流特性596
6.11.2共基極放大器605
6.11.3共發射極（CE）直流特性607
6.11.4低頻小信號模型609
6.12結型場效應電晶體（JFET）612
6.12.1工作原理612
6.12.2JFET放大器618
6.13金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）622
6.13.1場效應和翻轉622
6.13.2增強型MOSFET624
6.13.3閾值電壓629
6.13.4離子注入型MOS電晶體和多晶矽柵631
附加主題633
6.14PIN二極體、光電二極體和太陽能電池633
6.15半導體光學放大器和雷射636
第7章介電材料與絕緣657
7.1物質極化和相對介電常數658
7.1.1相對介電常數： 定義658
7.1.2偶極矩與電子極化659
7.1.3極化矢量P663
7.1.4局部電場Eloc與克勞修斯莫索蒂方程667
7.2電子極化： 共價固體669
7.3極化機理671
7.3.1離子位移極化671
7.3.2偶極轉向極化672
7.3.3界面極化674
7.3.4總極化676
7.4頻率依賴性： 介電常數和介電損耗677
7.4.1介電損耗677
7.4.2德拜方程、柯爾柯爾圖和等效串聯電路686
7.5高斯定律和邊界條件689
7.6介電強度和絕緣擊穿694
7.6.1介電強度： 定義694
7.6.2介質擊穿和局部放電： 氣體695
7.6.3介質擊穿： 液體698
7.6.4介質擊穿： 固體699
7.7電容介電材料708
7.7.1典型的電容器結構708
7.7.2電介質： 比較713
7.8壓電，鐵電和熱釋電717
7.8.1壓電717
7.8.2壓電： 石英振盪器和濾波器722
7.8.3鐵電和熱釋電晶體725
附加主題732
7.9電位移和去極化場732
7.10局部場與洛侖茲方程736
7.11偶極極化738
7.12離子極化與介電共振740
7.13介質混合物和非均勻介質745
第8章磁性和超導電性765
8.1物質的磁化766
8.1.1磁偶極矩766
8.1.2原子磁矩767
8.1.3磁化矢量M768
8.1.4磁場或磁場強度H771
8.1.5磁導率和磁化率772
8.2磁性材料的分類776
8.2.1反磁性776
8.2.2順磁性778
8.2.3鐵磁性779
8.2.4反鐵磁性779
8.2.5亞鐵磁性780
8.3鐵磁性來源與交換相互作用780
8.4飽和磁化和居里溫度783
8.5磁疇： 鐵磁材料785
8.5.1磁疇785
8.5.2磁晶體各向異性787
8.5.3疇壁788
8.5.4磁致伸縮791
8.5.5疇壁運動792
8.5.6多晶材料和M對H行為793
8.5.7退磁797
8.6.1定義799
8.6.2初始磁導率和最大磁導率800
8.7軟磁材料： 示例和用法801
8.8硬磁材料： 示例和用法804
8.9能帶圖和磁性810
8.9.1泡利自旋順磁性810
8.9.2鐵磁性能帶模型812
8.10各向異性和巨磁電阻813
8.11磁記錄材料818
8.11.1磁記錄的一般原理818
8.11.2磁存儲材料823
8.12超導電性827
8.12.1零電阻和邁斯納效應827
8.12.2Ⅰ型和Ⅱ型超導體830
8.12.3臨界電流密度832
8.13超導電性起源836
附加主題838
8.14約瑟夫森效應838
8.15通量的量化840
第9章材料的光學特性857
9.1均勻介質中的光波858
9.2折射率指數861
9.3分散性： 折射率指數——波長行為863
9.4群速度和群指數868
9.5磁場： 輻射和坡印廷矢量871
9.6斯涅爾法則和全內反射（TIR）873
9.7菲涅爾方程877
9.7.1振幅的反射和透射係數877
9.7.2強度、反射率和透射率883
9.8復折射率和光吸收888
9.9晶格吸收896
9.10帶間吸收898
9.11材料中的光散射901
9.12光導纖維中的衰減902
9.13發光、磷光和白光LED905
9.14極化910
9.15光學各向異性912
9.15.1單軸晶體和菲涅爾光學指標913
