本书较为系统地介绍了主要的电子信息功能材料的结构和组成、电子元器件的工作原理，以及这些器件在电子信息系统中的应用。全书共10章，分别是：绪论；晶体材料的结构；半导体材料与应用；化合物半导体基础；化合物半导体器件；光电子材料与器件；电介质材料；磁电子学材料与器件；电子陶瓷材料；纳米技术与纳米电子学。书中主要介绍电子元件常用材料的基础理论、基本参数与性能特点，器件的工作原理、基本组成、制作及应用情况。
样章试读
目录
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丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 电子材料的发展历史 1
1.2 电子材料的重要作用 4
1.3 电子材料与器件的研究现状 4
1.3.1 硅基半导体材料 5
1.3.2 化合物半导体材料 6
1.3.3 半导体自旋电子学材料和器件 8
1.3.4 磁性纳米材料的应用 8
1.3.5 有机光电子材料 9
1.4 电子材料的发展前景 9
第2章 晶体材料的结构 12
2.1 晶体的主要特征 12
2.1.1 晶体的点阵结构 13
2.1.2 晶面和密勒指数 14
2.1.3 晶体的宏观对称性 15
2.1.4 晶体的微观对称性 17
2.2 典型晶体的结构 18
2.2.1 密堆积与配位数 18
2.2.2 典型单质共价键晶体的结构 19
2.2.3 典型离子化合物晶体结构 19
2.3 原子间的结合方式 28
2.3.1 吸引力和排斥力 28
2.3.2 离子键 29
2.3.3 共价键 29
2.3.4 金属键 30
2.3.5 范德瓦耳斯力 31
2.4 品体中的缺陷 33
2.4.1 晶体中的微观缺陷 34
2.4.2 晶体中的宏观缺陷 37
习题 37
第3章 半导体材料与应用 38
3.1 半导体材料的物理基础 38
3.1.1 本征半导体 38
3.1.2 半导体中的杂质 39
3.1.3 费米能级和载流子密度 40
3.1.4 电导与霍尔效应 41
3.1.5 非平衡载流子 43
3.2 半导体材料的性质 45
3.2.1 光吸收与光电导 45
3.2.2 电容效应与击穿特性 46
3.2.3 压阻效应与磁阻效应 47
3.2.4 电阻率的温度特性 48
3.3 半导体材料的分类 48
3.3.1 元素半导体材料 49
3.3.2 化合物半导体材料 51
3.3.3 非晶态半导体 53
3.4 半导体材料的制备工艺方法 55
3.4.1 多晶制备工艺 55
3.4.2 单晶制备工艺 55
3.4.3 外延生长技术 59
3.5 半导体材料的应用 65
习题 66
第4章 化合物半导体基础 67
4.1 化合物半导体的龍带结构 67
4.1.1 化合物半导体的周期性结构 67
4.1.2 半导体的能带理论 70
4.1.3 半导体的有效质量 72
4.1.4 GaAs的能带结构 75
4.2 载流子的输运过程 76
4.2.1 波尔兹曼输运方程 77
4.2.2 散射机制 78
4.2.3 速度过冲 80
4.2.4 载流子的弹道输运过程 83
4.3 二维电子气 85
4.3.1 二维电子气 85
4.3.2 二维电子气的能量状态 86
4.3.3 二维电子气的光学特性 88
4.4 半导体异质结 90
4.4.1 异质结的能带突变 90
4.4.2 热平衡时理想异质结的能带图 95
4.4.3 界面态对异质结能带的影响 97
4.4.4 异质结的伏安特性 100
4.5 半导体超品格 103
4.5.1 半导体超晶格的能带结构 103
4.5.2 组分半导体超晶格 105
4.5.3 掺杂超晶格 107
4.5.4 应变超晶格 107
4.5.5 非晶态超晶格 108
习题 111
第5章 化合物半导体器件 113
5.1 化合物半导体的物理性质 113
5.1.1 化合物半导体 113
5.1.2 化合物半导体的晶体结构 114
5.1.3 晶格常数 115
5.1.4 光学性质 116
5.1.5 电学特性 11?
5.2 金属半导体场效应晶体管器件 121
5.2.1 GaAs MESFET的基本结构 122
5.2.2 GaAs MESFET的直流特性 122
5.2.3 GaAs MESFET的微波特性 124
5.3 异质结双极型晶体管 126
5.3.1 HBT器件的基本结构 126
5.3.2 HBT器件的直流特性 127
5.3.3 HBT器件的高频特性 129
5.4 高电子迁移率晶体管 131
5.4.1 HEMT器件的基本结构 131
5.4.2 HEMT器件的直流特性 132
5.4.3 HEMT器件的射频特性 132
5.4.4 当代HEMT技术 135
5.5 半导体光源 137
5.5.1 激光二极管(LD) 137
5.5.2 发光二极管(LED) 140
5.5.3 半导体激光器 144
5.6 半导体光电探测器 146
5.6.1 光电导探测器的基本特性 146
5.6.2 p-i-n二极管 148
5.6.3 APD（雪崩击穿二极管） 149
5.6.4 MSM（金属半导体金属）探测器 150
习题 151
第6章 光电子材料与器件 153
6.1 概述 153
6.2 光纤 154
6.2.1 光纤的結构 154
6.2.2 光纤的种类 155
6.2.3 光纤的制备 156
6.2.4 光纤的应用 159
6.3 激光器及材料 162
6.3.1 固体激光器的工作原理 162
6.3.2 固体激光器基质材料 163
6.3.3 固体激光器的激活离子 168
6.3.4 几种常见的固体激光器 169
6.4 液晶显示材料与器件 171
6.4.1 液晶材料的物理性质 171
6.4.2 液晶的分类及结构特点 175
6.4.3 常用液晶显示器件 177
6.4.4 液晶显示技术的发展趋势 182
习题 184
第7章 电介质材料 185
7.1 概述 185
7.2 电介质在静电场中的极化 186
7.2.1 电介质的极化现象 186
7.2.2 电介质的极化机制 187
7.3 电介质的动态极化 195
7.3.1 电介质的极化过程 195
7.3.2 复数介电常量 196
7.3.3 介电损耗 197
7.3.4 极化弛豫与德拜方程 199
7.3.5 复数介电常量与频率和温度的关系 200
7.3.6 电介质的电导和击穿 203
7.4 晶体的压电性质 207
7.4.1 晶体的压电性 207
7.4.2 晶体的介电性质和弹性 208
7.4.3 晶体的机电耦合效应 209
7.5 晶体的铁电性质 211
7.5.1 自发极化与热释电效应 211
7.5.2 铁电体与电畴 212
7.5.3 电滞回线 213
7.6 电介质的光学性质 214
7.6.1 折射率与双折射 214
7.6.2 电光效应 215
7.6.3 弹光效应 215
7.6.4 声光效应 215
7.6.5 热光效应 216
7.7 钛酸钡的结构与性质 216
7.7.1 铁电材料的分类 216
7.7.2 钛酸钡的晶体结构 21?
7.7.3 钛酸钡的铁电性质 219
7.8 电介质材料的典型应用 222
7.8.1 压电器件 222
7.8.2 热释电红外探测器 223
7.8.3 声光器件 225
习题 227
第8章 磁电子学材料与器件 228
8.1 原子磁矩 228
8.1.1 原子磁矩 228
8.1.2 多电子原子磁矩 230
8.1.3 原子磁矩计算 231
8.2 物质的磁化 231
8.2.1 磁偶极矩 231
8.2.2 磁化强度与磁极化强度 232
8.2.3 磁场强度与磁感应强度 232
8.2.4 磁导率与磁化率 232
8.3 磁性材料的分类 234
8.3.1 抗磁性 234
8.3.2 顺磁性 234
8.3.3 反铁磁性 234
8.3.4 铁磁性 235
8.3.5 亚铁磁性 235
8.4 铁磁交换作用 236
8.4.1 交换相互作用 236
8.4.2 饱和磁化与居里温度 237
8.5 磁畴 238
8.5.1 磁畴与畴壁 238
8.5.2 磁畴的形成 239
8.5.3 磁化曲线与磁滞回线 240
8.5.4 动态磁化 243
8.5.5 磁损耗 245
8.6 磁性材料的特性 247
8.6.1 磁各向异性 247
8.6.2 磁致伸缩 249
8.6.3 磁光效应 250
8.7 磁性材料 251
8.7.1 软磁材料 251
8.7.2 硬磁材料 252
8.7.3 矩磁材料 253
8.7.4 旋磁材料 254
8.7.5 非晶磁性材料 254
8.7.6 纳米晶磁性材料 255
8.8 磁性元器件 256
8.8.1 磁记录元件 256
8.8.2 磁光存储 257
8.8.3 微波器件 258
8.8.4 磁光器件 259
习题 260
第9章 电子陶瓷材料 261
9.1 概述 261
9.2 陶瓷材料的结构和性质 262
9.2.1 陶瓷材料的结构 262
9.2.2 陶瓷材料的性质 265
9.3 电子陶瓷的制备 266
9.4 敏感陶瓷 268
9.4.1 热敏陶瓷 268
9.4.2 压敏陶瓷 273
9.4.3 气敏陶瓷 274
9.4.4 湿敏陶瓷 276
9.5 介电陶瓷 278
9.5.1 压电陶瓷 278
9.5.2 铁电陶瓷 282
9.5.3 热释电陶瓷 283
9.6 铁氧体材料 285
9.6.1 软磁铁氧体 285
9.6.2 硬磁铁氧体 286
9.6.3 旋磁铁氧体 286
9.6.4 矩磁铁氧体 287
9.6.5 压磁铁氧体 287
9.7 超导陶瓷 287
9.7.1 超导现象 288
9.7.2 超导体的基本性质 289
9.7.3 超导陶瓷的分类 290
9.7.4 超导陶瓷的应用 291
习题 292
第10章 纳米技术与纳米电子学 293
10.1 概述 293
10.1.1 纳米技术 293
10.1.2 纳米材料 295
10.2 纳米材料的基本效应 296
10.2.1 表面效应 296
10.2.2 小尺寸效应 296
10.2.3 量子尺寸效应 298
10.2.4 宏观量子隧道效应 300
10.2.5 库仑堵塞效应 300
10.2.6 介电限域效应 301
10.3 纳米材料的制备和加工技术 302
10.3.1 分子束外延(MBE) 303
10.3.2 化学气相淀积(CVD) 303
10.3.3 自组装合成技术 304
10.3.4 SPM加工技术 304
10.3.5 光刻技术 305
10.4 纳米电子学 305
10.4.1 从微电子到纳电子 305
10.4.2 量子电导 306
10.4.3 电子的弹道输运 306
10.4.4 量子相干效应 306
10.4.5 量子霍尔效应 309
10.5 纳米电子器件 311
10.5.1 共振隧穿器件 311
10.5.2 单电子器件 315
10.5.3 纳米CMOS器件与电路 320
10.6 纳米技术的发展 322
习题 322
参考文献 323
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