New Developments in Semiconductor Research pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Miller, Thomas S., Ph.D. (EDT)/ Aslan, B. (CON)/ Chen, Chun-Nan (CON)/ Jie, Wanqi (CON)

出品人:

页数:231

译者:

出版时间:

价格:180

装帧:HRD

isbn号码:9781594545757

丛书系列:

图书标签:

• Semiconductor
• Materials Science
• Electronics
• Nanotechnology
• Device Physics
• Solid State Physics
• Semiconductor Devices
• Research
• Technology
• Innovation

电子材料与器件的未来前沿：从纳米结构到量子效应的深度探索 图书名称： 电子材料与器件的未来前沿：从纳米结构到量子效应的深度探索 图书简介： 本著作旨在深入探讨当代电子材料科学与器件物理学领域最具活力和突破性的研究方向。它并非聚焦于传统的半导体技术迭代，而是将目光投向那些正在重塑信息处理、能源转化与传感技术基础的全新范式。全书结构围绕新一代功能材料的构筑、微纳尺度效应的精确调控，以及面向下一代计算范式的物理学原理展开，力求为研究人员、工程师和高阶学生提供一个全面且富有洞察力的知识框架。 第一部分：超越硅基的电子传输介质 本部分全面审视了在后摩尔时代背景下，为突破现有电子器件性能瓶颈而涌现的新型二维（2D）材料体系及其在电子学中的应用潜力。 第一章：拓扑材料与无耗散输运 我们首先深入研究拓扑绝缘体（TI）和拓扑半金属（TSM）的独特电子结构。重点剖析了表面态（或边缘态）的狄拉克锥特性、自旋-动量锁定机制，以及这些拓扑保护态如何实现远低于传统金属的能量耗散。详细探讨了如何通过化学掺杂、应变工程或界面耦合来调控拓扑相变，并介绍了基于拓扑量子霍尔效应（TQHE）和反常霍尔效应（AHE）的新型磁性器件概念，如拓扑磁存储器（MRAM）的潜在结构设计。 第二章：范德华异质结与界面工程 本章聚焦于通过精确堆叠不同二维晶体（如 MoS2, WSe2, hBN, Graphene 等）构筑的范德华异质结（vdWHs）。重点分析了不同晶格取向和层间相互作用对电子能带结构的影响，特别是Moiré超晶格的形成及其诱导出的超导、带隙可调谐性及“魔角石墨烯”等奇异物理现象。深入讨论了如何利用这些异质结构实现新型光电器件，例如高灵敏度光电探测器和高效率的单光子发射源。 第三章：低维碳基材料的高性能化 本章详细阐述了石墨烯、碳纳米管（CNTs）及其衍生物在超越传统半导体结点的应用路径。重点内容包括：如何通过纳米带的边缘结构控制实现可控的带隙工程；石墨烯在超高频晶体管（THz 范围）中的速度限制与解决方案；以及碳纳米管森林在高密度三维集成电路（3D ICs）中的互连潜力与热管理挑战。 第二部分：量子效应驱动的器件新范式 本部分聚焦于如何利用量子力学的基本原理和微纳尺度的几何约束，设计和制造具有革命性计算能力的物理器件。 第四章：量子点与量子阱的尺寸量化调控 详细解析了半导体量子点（QDs）和量子阱（QWs）中电子能量谱的离散化现象，及其对发光效率和吸收光谱的决定性影响。本章重点关注了基于InAs/GaAs或Perovskite QDs的溶液法制备技术，以及如何通过精确控制颗粒尺寸和表面钝化来优化其量子效率。同时，探讨了应用于高效LED（MicroLEDs）和太阳能电池（多结电池）中的QDs增强机制。 第五章：自旋电子学的下一代技术 本章超越了传统的电荷输运，专注于电子自旋的操控与检测。详细介绍了自旋霍尔效应（SHE）和反常自旋霍尔效应（ASHE）在非磁性材料中的产生机制，以及如何利用这些效应实现高效的自旋电流注入与读取。重点讨论了自旋轨道矩（SOM）驱动的铁磁性隧道结（MTJ）的超低功耗翻转机制，及其在自旋电子存储器（STT-MRAM, SOT-MRAM）中的应用。 第六章：介观隧穿与单电子器件 探讨了在极小尺度下，电子隧穿效应如何成为控制电流的主要机制。内容涵盖了库仑阻塞现象、法拉第笼效应，以及单电子晶体管（SET）的实现基础。分析了利用分子或原子尺度结点的量子点作为“人工原子”，实现精密电荷计数和构建量子逻辑门的可行性与当前面临的去相干挑战。 第三部分：异质集成与先进制造工艺 本部分关注如何将上述新型材料和物理机制集成到可制造的、高性能的器件结构中，强调了跨学科的制造技术。 第七章：高精度原子层沉积与界面控制 本章着重于ALD（Atomic Layer Deposition）和ALE（Atomic Layer Etching）技术在制造具有原子级精度薄膜方面的关键作用。详细分析了如何利用这些技术实现超薄栅极氧化物、高介电常数（High-k）材料的均匀沉积，以及精确控制界面缺陷密度，以优化场效应晶体管的亚阈值摆幅（SS）和击穿电压。 第八章：柔性电子与可穿戴传感器 探讨了如何将高性能电子材料应用于非硅基衬底上，实现大规模的柔性电子器件制造。内容涵盖了转移打印技术（Transfer Printing）、激光诱导的薄膜重构技术（LIFT），以及用于柔性应变传感器、电子皮肤和生物兼容性植入设备的有机半导体与无机纳米线的集成方案。重点讨论了在机械形变下，器件性能的稳定性和可靠性问题。 第九章：新型存储器技术与忆阻器 本章聚焦于相变存储器（PCM）、电阻式随机存取存储器（RRAM）和铁电存储器（FeRAM）等非易失性存储技术的物理机制。详细分析了电导变化背后的离子迁移、晶界重构或氧化物缺陷重排过程。特别是对忆阻器（Memristor）的非线性与无记忆特性进行了深入的数学建模和电路仿真，探讨其在类脑计算（Neuromorphic Computing）架构中的应用潜力。 总结与展望： 本书最后部分展望了未来十年电子科学面临的根本挑战——从如何稳定地维持量子相干性，到如何以低能耗方式实现大规模异构集成。它强调了材料科学、量子物理与先进制造工艺深度融合的必要性，为读者指明了通往下一代信息技术前沿的明确路径。

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