Mechanics of Microelectronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Zhang, G. Q./ Driel, Van, W. D./ Fan, X. J.

出品人:

页数:563

译者:

出版时间:

价格:1562.00元

装帧:HRD

isbn号码:9781402049347

丛书系列:

图书标签:

• Microelectronics
• Mechanics
• Solid State Physics
• Materials Science
• MEMS
• Device Physics
• Semiconductor Devices
• Failure Analysis
• Reliability
• Packaging

好的，这是一本关于先进材料科学与工程的图书简介，旨在深入探讨新一代材料的结构、性能、制备及其在尖端技术中的应用。 --- 先进材料科学与工程：结构、性能与前沿应用 书籍概述 本书是一部全面、深入的学术专著，聚焦于二十一世纪材料科学领域最具革命性的发展方向。它不仅系统梳理了传统材料学的基础理论，更以前瞻性的视野，详细剖析了纳米材料、智能材料、生物相容性材料以及能源存储材料等新兴领域的最新突破。全书旨在为材料科学家、工程师、研究生以及相关领域的研发人员提供一个坚实的理论框架和丰富的实践案例，以应对全球在可持续发展、信息技术和生物医学领域日益增长的复杂需求。 本书的结构经过精心设计，从微观原子尺度上的本征性质，逐步过渡到宏观尺度上的器件集成与应用，强调了结构-性能-处理三者之间相互依存、相互影响的核心关系。 第一部分：材料科学基础与表征技术 本部分奠定了理解先进材料的基础，回顾了晶体学、热力学和动力学在材料行为中的核心作用，并着重介绍了现代材料表征的前沿技术。 第一章：原子结构与晶体缺陷的精细调控 深入探讨了晶体学原理在功能材料设计中的应用，特别是高熵合金、拓扑绝缘体等新体系的晶格畸变与电子结构重构。重点分析了点缺陷、线缺陷和界面如何决定材料的机械强度、导电性和催化活性。引入了计算材料学（如密度泛函理论 DFT）在预测缺陷行为和优化材料组分方面的最新进展。 第二章：先进材料的微观表征：从原子到界面 详细介绍了用于解析材料微观结构的尖端技术。内容涵盖高分辨率透射电子显微镜（HRTEM/STEM）在观察亚纳米结构和原子排列上的应用、同步辐射光源在原位结构分析中的优势，以及表面分析技术（如XPS、AFM）如何揭示界面化学和形貌特征。特别关注了活体/原位（In-situ）表征技术在捕捉材料动态变化过程中的关键作用。 第三章：热力学与相图的计算模拟 超越传统的相图绘制，本章侧重于利用热力学模型（如CALPHAD方法）和分子动力学模拟来预测复杂多组分系统的相变行为和热稳定性。讨论了在极端条件（高压、高温）下材料相图的构建挑战与方法论。 第二部分：功能性材料的深度剖析 本部分是全书的核心，聚焦于具有特定物理或化学功能的几大关键材料体系。 第四章：纳米材料的尺寸效应与量子限域 系统阐述了量子点、纳米线和二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物 TMDs）的独特性能。详细讨论了量子限域效应对光电特性的影响机制，以及表面能、表面态对纳米催化剂和传感器的活性调控。涵盖了自组装技术在构建复杂纳米结构中的应用。 第五章：智能材料与自适应系统 本章探讨了能够响应外部刺激（光、电、磁、热、力）并改变其性能的材料。内容包括： 形状记忆合金与聚合物（SMA/SMP）：机制、弛豫过程与实际应用。 压电与电致伸缩材料：高能压电器件的驱动原理与失效分析。 光电响应材料：如钙钛矿材料在光伏和光探测中的性能优化与稳定性问题。 第六章：先进结构陶瓷与复合材料的界面设计 聚焦于轻量化、高强度与耐极端环境材料的开发。详细分析了纤维增强复合材料（FRC）中的基体-增强相界面粘接强度、断裂韧性的增强机制（如裂纹偏转、桥接）。讨论了陶瓷基复合材料（CMC）在航空航天热防护系统中的应用与服役性能预测。 第三部分：面向可持续发展的能源与生物材料 本部分面向全球挑战，探讨材料科学如何驱动绿色能源和生物医学的进步。 第七章：下一代能源存储材料的电化学界面 深入剖析了锂离子电池、固态电池及超级电容器的核心材料挑战。重点分析了： 电极材料：高镍正极、硅基负极的体积膨胀控制与循环稳定性。 电解质：固态电解质的离子导电性、界面阻抗与锂枝晶抑制。 催化材料：用于析氧反应（OER）和析氢反应（HER）的高效非贵金属催化剂的设计原理。 第八章：生物医学应用材料：相容性与功能化 本章关注植入物、药物递送系统和组织工程支架所需的先进生物材料。详细讨论了材料表面能、润湿性与生物活性的关系。内容包括： 生物惰性与生物活性植入物：钛合金、羟基磷灰石的表面改性技术。 智能药物载体：pH响应、温度敏感性聚合物胶束的设计与释放动力学。 组织工程支架：可降解高分子支架的机械性能匹配与细胞粘附位点的构建。 第四部分：计算材料学与材料基因组计划 本部分展望未来，探讨如何利用大数据和人工智能加速新材料的发现和优化过程。 第九章：高通量计算与数据驱动的材料发现 系统介绍了计算材料学如何从“试错法”转向预测性科学。详细描述了机器学习（ML）和深度学习（DL）在材料性质预测、高通量筛选和逆向设计中的应用框架。讨论了材料信息学（Materials Informatics）的数据库构建标准与挑战。 第十章：材料的增材制造与复杂结构形成 探讨了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等增材制造技术对材料微结构和宏观性能的影响。着重分析了快速凝固过程中出现的非平衡态微结构，以及如何通过工艺参数控制实现梯度材料和多功能集成器件的制造。 读者对象 本书适合材料科学与工程、化学工程、物理学、机械工程、生物医学工程等领域的本科高年级学生、研究生、博士后研究人员，以及在半导体、航空航天、新能源、生物技术等行业从事研发工作的专业工程师。 总结 《先进材料科学与工程》不仅是一本教科书，更是一部面向未来的研究指南。它通过严谨的科学论述和对前沿案例的精妙整合，帮助读者构建起从原子到系统的材料认知体系，从而有力推动下一代功能材料和器件的创新与应用。

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