金属-半导体-金属光电探测器

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出版者:
作者:史常忻著
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:8.0
装帧:
isbn号码:9787313024145
丛书系列:
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  • 光电探测器
  • 金属-半导体-金属
  • 光探测
  • 半导体器件
  • 材料科学
  • 物理学
  • 纳米光子学
  • 传感器
  • 电子学
  • 光电器件
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具体描述

《微纳光电子学前沿:器件与应用》 本书深入探讨微纳光电子学领域最前沿的器件设计、制造工艺以及在信息技术、传感、通信和能源等关键领域的创新应用。全书分为三个主要部分,旨在为读者提供一个全面而深入的视角,理解并掌握现代光电子技术的最新发展动态。 第一部分:先进光电子器件的物理机制与设计 本部分将重点介绍当前备受关注的新型光电子器件的物理基础和设计原理。我们将从基础的光电相互作用入手,阐述不同材料(如 III-V 族化合物半导体、宽禁带半导体、二维材料以及有机半导体)在光电转换过程中的独特性质和优势。 高性能光探测器:除了传统的 PIN 和雪崩光电二极管,我们将深入研究新型光探测器,如具有超高灵敏度的量子点探测器、能够实现宽谱响应的混合型探测器、以及响应速度极快的太赫兹探测器。对于每种器件,我们将详细解析其工作原理,包括载流子产生、传输、收集机制,以及限制其性能的关键因素。此外,还将讨论如何通过优化器件结构、材料选择和界面工程来提升探测器的量子效率、响应速度、噪声等关键参数。 高效发光器件:本书将聚焦于下一代发光技术,包括有机发光二极管(OLED)的高效化、量子点发光二极管(QLED)的颜色纯度与稳定性提升,以及激光二极管(LD)的小型化与高性能化。我们将分析不同发光材料的发光机制,如荧光、磷光和电致发光,并探讨如何通过器件结构设计、激子管理和电荷注入优化来提高器件的发光效率和寿命。 集成光电子器件:随着信息处理能力的不断提升,将不同光电功能集成到同一芯片上成为必然趋势。本部分将介绍硅光子技术在调制器、耦合器、光栅等无源器件方面的最新进展,并重点阐述如何将半导体激光器、光电探测器等有源器件与硅基平台进行高效集成,实现光电混合集成电路(OEIC)的紧凑化和高性能化。我们将讨论不同集成技术的优劣,以及如何解决材料兼容性、器件性能退化等挑战。 新型功能材料在光电子学中的应用:二维材料(如石墨烯、过渡金属硫化物)因其独特的电子和光学性质,在光电探测、调制和发光方面展现出巨大潜力。本书将详细介绍这些材料的制备方法、表征技术,以及它们在构建高性能、柔性、透明光电子器件中的作用。同时,还将探讨量子点、钙钛矿等新型半导体材料在光电转换效率、颜色调控和器件稳定性方面的突破。 第二部分:先进制造技术与器件优化 器件的性能很大程度上取决于其制造工艺。本部分将聚焦于微纳光电子器件制造领域的关键技术和最新发展。 微纳加工技术:光刻、刻蚀(干法刻蚀、湿法刻蚀)、薄膜沉积(CVD, PVD, ALD)等是微纳光电子器件制造的核心技术。我们将深入剖析这些技术的原理、工艺参数对器件性能的影响,以及如何实现高精度、高良率的加工。特别地,我们将介绍先进的光刻技术,如深紫外(DUV)光刻和极紫外(EUV)光刻,以及它们在实现更小特征尺寸和更高集成度方面的关键作用。 材料外延与生长:对于 III-V 族化合物半导体,分子束外延(MBE)和金属有机化学气相沉积(MOCVD)是实现高质量外延生长和器件制作的关键技术。本书将详细介绍这些技术的原理、生长机理,以及如何通过优化生长参数来控制材料的晶体质量、组分和掺杂浓度,从而获得高性能的光电子材料。 表面处理与界面工程:器件的表面和界面对载流子传输和光电转换效率有着至关重要的影响。我们将探讨钝化技术(如氢钝化、氮化物钝化)、界面修饰技术(如自组装单分子层 SAMs),以及它们如何有效降低表面复合、改善电荷注入效率,从而提升器件性能。 先进封装与测试:光电子器件的封装不仅影响其可靠性,也对其性能和集成度提出挑战。本书将介绍键合技术(如倒装键合、侧向键合)、互连技术(如铜柱、共面引线)以及三维集成技术,并讨论如何优化封装工艺以满足高速、高密度应用的需求。同时,还将介绍光电子器件的性能测试与表征方法,包括光谱测试、时间域测试、电学测试等,以及相关的仪器设备。 第三部分:前沿应用与未来展望 最后一部分将结合前述器件与制造技术,探讨微纳光电子学在各个领域的创新应用,并对未来发展趋势进行展望。 高速光通信:随着大数据时代的到来,对光通信速率的要求不断提高。本书将探讨如何利用高性能的光调制器、低损耗的光波导、以及高灵敏度光探测器来构建更高带宽、更长距离的光通信系统,包括相干光通信、多波长集成和光网络技术。 先进传感技术:光电探测器作为核心传感单元,在环境监测、生物医学诊断、工业自动化等领域发挥着不可替代的作用。我们将重点介绍如何利用新型光电探测器实现对微弱信号、特定物质或物理量的精确测量,如生物标记物检测、气体泄漏监测、以及红外成像技术。 人工智能与机器学习:光学计算和光电集成是实现高效人工智能运算的有力途径。本书将探讨如何利用光子器件实现神经网络的加速计算,以及如何将光电子器件与深度学习算法相结合,解决传统电子计算面临的功耗和速度瓶颈。 新能源与可持续发展:太阳能电池的光电转换效率、光催化分解水制氢、以及LED照明的节能特性,都离不开光电子技术的进步。本书将介绍高性能光伏器件的设计与优化,以及光电子技术在能源收集和转化方面的最新进展。 柔性与可穿戴光电子学:利用柔性基底和可拉伸材料,我们可以制造出可穿戴的健康监测设备、柔性显示屏、以及可穿戴传感器。本书将探讨这些新型器件的设计与制造挑战,以及它们在人机交互、健康管理等领域的广阔前景。 《微纳光电子学前沿:器件与应用》适合高等院校相关专业的研究生、博士后以及科研人员阅读,同时也可作为对该领域感兴趣的工程师和技术人员的参考。本书力求理论联系实际,提供最新的研究成果和技术洞见,以期推动微纳光电子学领域的持续创新与发展。

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仅凭《金属-半导体-金属光电探测器》这个书名,就足以激发我无限的遐想。我总是对那些能够将无形的“光”转化为有形的“电”的器件感到由衷的敬佩,而MSM结构,以其看似简单的两端金属电极设计,总是在我心中留下了高效和灵巧的印象。我迫切地希望这本书能深入浅出地解释MSM光电探测器的基本工作原理。它是否会详细描绘光子如何被半导体吸收,激发出电子-空穴对,以及这些载流子如何受到电场作用,最终被金属电极捕获,形成可测量电流的过程?我特别关心书中对金属-半导体界面特性的探讨。例如,肖特基结的形成机制、势垒高度的调控,以及它们如何影响器件的暗电流、开启电压和击穿特性?我也想知道,书中是否会深入介绍不同半导体材料(如硅、砷化镓、氮化镓等)和金属电极(如金、铂、铝等)在MSM结构中的应用,以及如何根据具体的光谱响应需求和工作环境选择最优的材料组合。更重要的是,我期待书中能提供关于提高MSM光电探测器性能的实用策略,比如如何通过优化器件的几何结构(如电极形状、间距)来减小寄生电容、提高响应速度,或者如何通过表面钝化等技术来降低表面态引起的噪声。这本书,在我看来,是一扇通往先进光电探测技术大门。

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我一直对光电探测器的领域颇感兴趣,尤其是那种结构看似简单却能实现高效光电转换的器件。金属-半导体-金属(MSM)光电探测器,光听名字就充满了技术感。我脑海中不禁浮现出那些精密的半导体器件和金属触点的堆叠,想象着光子如何击中半导体,激发电子-空穴对,又如何在电场的作用下被金属电极收集,最终转化为可测量的电流。这本书的标题本身就勾勒出了一幅技术蓝图,让我对其中可能涉及的原理、材料选择、器件设计以及性能优化充满了好奇。我会去探究,在MSM结构中,金属和半导体界面的肖特基结是如何形成并影响器件性能的,它与PIN结光电探测器又有哪些异同之处?书中是否会深入讲解不同半导体材料(如硅、砷化镓、氮化镓等)在MSM结构中的应用及其优缺点?例如,针对不同波长范围的光,选择何种半导体材料能获得最佳的响应度?而金属电极的材料选择,如金、铂、铝等,又会对器件的欧姆接触特性、表面态以及稳定性产生怎样的影响?我非常期待书中能够详细解析这些关键的材料科学和物理学原理,并将其与实际的器件性能联系起来。同时,我也想了解,为了提高MSM光电探测器的探测率(detectivity)和响应时间,在器件结构设计上可以采取哪些创新性的方法,比如沟道工程、电极形状优化,或者表面钝化处理等。这本书似乎不仅仅是理论的堆砌,更可能包含丰富的实验数据和器件性能表征,让我能够更直观地理解这些复杂的技术概念。

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《金属-半导体-金属光电探测器》这个书名,简洁而精准地指向了一个重要的光电器件领域。我的好奇心立刻被点燃,因为我一直对那些能够将光信号转化为电信号的微小装置充满着浓厚的兴趣。我设想,这本书会带领我深入了解MSM光电探测器的基本工作原理。它是否会详细阐述光子如何被半导体吸收,产生电子-空穴对,以及这些载流子如何在电场作用下,被两端的金属电极有效地收集,形成电流?我特别想知道,书中是如何分析金属-半导体界面处的肖特基势垒对器件性能的影响。例如,如何通过选择合适的半导体和金属材料,以及优化界面工艺,来降低暗电流,提高器件的响应度和探测率?我也好奇,书中是否会探讨不同材料体系(如硅基、III-V族、II-VI族半导体,以及各种金属电极)在MSM结构中的应用,以及它们各自的优劣势。对于追求高性能的读者来说,书中是否会提供关于如何优化器件的几何结构,比如调整电极的宽度、间距和形状,以提高其光响应度、减小寄生电容,从而实现更快的响应速度?这本书,对我而言,无疑是一个探索MSM光电探测器世界的重要入口。

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这本书的标题——《金属-半导体-金属光电探测器》——确实触动了我内心深处对微电子技术的好奇。我总是对那些能够将光信号转化为电信号的器件着迷,而MSM结构,以其独特的两端金属接触模式,总是在我脑海中形成一个简洁而高效的图像。我设想,这本书会带领我深入探索MSM结构的工作机制,从光子入射到载流子产生,再到它们的漂移和收集,每一步都充满了精妙的物理过程。我特别想知道,书中是如何阐述金属-半导体界面处形成的肖特基势垒对载流子传输的影响的。是会深入分析势垒的高度、宽度以及它们如何随偏压和温度的变化而改变?我很好奇,书中是否会对比不同材料组合的MSM器件,例如,为何在某些应用中会选择特定的半导体材料,而金属电极又为何偏爱某些特定的金属?我期待着书中能够提供清晰的物理模型和数学推导,让我能够理解这些选择背后的科学逻辑。更重要的是,对于任何一个光电器件,性能的优化都是至关重要的。我渴望从书中了解到,如何通过调整器件的几何结构、掺杂浓度、电极间距等参数,来最大化MSM光电探测器的量子效率、最小化暗电流,从而提升其信噪比和探测率。这本书似乎是一个宝库,里面蕴藏着实现高性能MSM光电探测器的各种技术秘诀。

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听到《金属-半导体-金属光电探测器》这个书名,我的思绪立刻飞向了微纳加工的车间,脑海中浮现出那些精密的金属线条与半导体薄膜层层叠加的画面。作为一名对前沿科技充满好奇的读者,我深知MSM结构在光电探测领域的重要地位。我非常期待这本书能够深入浅出地解析MSM光电探测器的工作原理,从光子与半导体的相互作用,到载流子在电场下的漂移和收集,每一个环节都充满了物理学的精妙。我尤其关注书中关于材料选择的部分。例如,对于不同的光谱响应范围(从紫外到近红外),如何选择合适的半导体材料(如GaN、GaAs、InP、Si等)以及金属电极材料(如Au、Pt、Ti、Al等),以实现最优的光电转换效率和最小的噪声。我希望书中能详细解释金属-半导体界面肖特基势垒的形成机理,以及如何通过工艺手段来控制其特性,例如,通过表面处理或引入界面层来降低界面态密度,从而减少暗电流。此外,对于提高MSM光电探测器的响应速度,书中是否会探讨如何通过优化电极设计、减小寄生电容,或者采用更快的载流子输运机制来实现?这本书,对我来说,无疑是一部揭示MSM光电探测器性能秘密的宝典。

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《金属-半导体-金属光电探测器》这个书名,瞬间就勾起了我对微电子和光电子交叉领域的浓厚兴趣。我一直对那些能够将光能转化为电能的器件感到着迷,而MSM结构,以其独特的结构形式,总是在我的脑海中形成一种简洁而高效的印象。我设想,这本书将会带领我深入探究MSM光电探测器的核心工作原理,从光子如何激发半导体中的载流子,到这些载流子如何在外部电场作用下被金属电极收集,最终产生可测量的电流。我非常期待书中能够详细阐述金属-半导体界面形成的肖特基结对于器件性能的影响,例如,如何通过选择合适的材料组合以及优化界面工艺来控制肖特基势垒的高度和宽度,从而有效地降低暗电流并提高器件的灵敏度。同时,我也想了解,书中是否会对比不同半导体材料(如Si、GaAs、GaN等)和金属材料(如Au、Pt、Al等)在MSM结构中的应用及其各自的优缺点。对于追求高性能的读者来说,如何通过优化器件的结构设计,例如调整电极的形状、尺寸和间距,以及引入表面处理技术,来进一步提升MSM光电探测器的量子效率、响应速度和探测率,将是书中不可或缺的内容。这本书,在我看来,是一本为光电探测技术爱好者量身打造的实用指南。

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当我看到《金属-半导体-金属光电探测器》这个书名时,我的脑海中立刻勾勒出了一幅微观世界的画面:金属电极之间夹着一层半导体材料,光线照射在这层材料上,便会激发出一连串的电子信号。我一直对光电转换技术深感兴趣,而MSM结构,以其结构上的简洁性和潜在的高性能,总能引起我的注意。我期待这本书能深入解析MSM光电探测器的基本工作原理,从光子如何与半导体材料相互作用,到载流子如何在电场的作用下被分离和收集,每一个环节都充满了物理学的魅力。我特别想知道,书中是否会详细讨论不同半导体材料(如硅、砷化镓、氮化镓等)在MSM结构中的应用,以及不同金属电极(如金、铂、铝等)的选择对器件性能的影响。例如,如何通过材料的能带结构和界面特性来优化器件的响应度、暗电流和响应速度?我非常希望书中能够提供关于如何通过结构设计和工艺优化来提升MSM光电探测器性能的实用指导,比如如何通过调整电极间距、引入表面钝化层或者采用特殊的金属化工艺来提高探测率和降低噪声。这本书,对我来说,就像是一本揭示MSM光电探测器背后科学奥秘的指南。

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我近期偶然看到了这本书的标题:《金属-半导体-金属光电探测器》,这个名字一下子就抓住了我的眼球。对于我这样一个对微纳器件及其应用充满热情的人来说,MSM光电探测器一直是一个让我感到既神秘又充满潜力的领域。我脑海中不禁勾勒出金属电极之间那个狭窄的半导体通道,想象着光子击中这里时,会激发出怎样的电学响应。这本书,我预感它会不仅仅停留在概念层面,而是会深入探讨MSM光电探测器的设计原理、材料科学以及性能优化策略。我非常好奇,书中是否会详细介绍不同半导体材料,比如宽禁带半导体如GaN、SiC,或者III-V族化合物半导体如GaAs、InP,在MSM结构中的应用特点?针对不同的光谱响应需求,如何选择合适的半导体材料以及金属电极材料,以获得最佳的光电转换效率和最低的噪声?我特别期待书中能够解释,金属-半导体界面处的肖特基接触是如何形成的,以及如何通过工艺手段来调控其特性,例如,是否可以通过表面处理或引入界面层来降低界面态密度,从而减少暗电流?此外,对于MSM光电探测器的速度特性,例如响应时间,书中是否会深入分析载流子输运的物理机制,并提出提高速度的有效途径,例如通过优化电极设计、减小电容效应等?我渴望从中获得构建高性能MSM光电探测器的全面知识体系。

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这本书的题目——《金属-半导体-金属光电探测器》——仿佛为我描绘了一幅精密的微观世界图景。我一直着迷于那些能够“看见”光并且将其转化为电信号的器件,而MSM结构以其简洁的几何设计,总是在我脑海中留下深刻的印象。我设想,这本书会深入剖析MSM光电探测器的核心物理原理,从光子如何与半导体材料相互作用,激发出电子-空穴对,到这两个载流子如何在电场的作用下,被两端的金属电极有效地收集。我非常想了解,书中是如何详细解释金属-半导体界面处的肖特基势垒对载流子注入和传输的影响。是会通过清晰的能带图和数学模型来阐明其工作机制?我也好奇,书中是否会对比分析不同材料组合的MSM器件,例如,在可见光、红外或紫外波段,选择何种半导体材料(如硅、锗、GaAs、GaN等)和金属电极(如金、铂、铝、钛等)能达到最佳的性能指标?我期待着书中能够提供关于如何优化MSM器件性能的实用指导,比如如何通过调整电极间距、沟道厚度、表面处理等来降低暗电流、提高量子效率和探测速度。这本书,对我而言,就像是一本揭示MSM光电探测器奥秘的宝典。

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标题《金属-半导体-金属光电探测器》本身就传达了一种技术深度和专业性。作为一名对光电子器件领域抱有浓厚兴趣的读者,我立刻被它吸引。我脑海中构建的是一个由精密金属电极和半导体材料组成的复杂结构,它们共同协作,将不可见的光转化为可感知的电信号。我猜测这本书会详细阐述MSM结构的光电转换机制,从光激发载流子到电场驱动载流子分离和收集的每一个环节。我会对书中关于不同材料体系(如硅基、III-V族、II-VI族半导体,以及各种金属电极)的讨论尤为关注,希望了解它们各自的优劣势以及在特定应用场景下的适用性。例如,为何在某些高速应用中会倾向于使用GaAs作为半导体材料,而金或铂则常被用作电极?书中是否会深入分析肖特基结在MSM器件中的作用,以及如何通过控制界面特性来影响器件的暗电流和击穿电压?我期待能从书中了解到,如何通过优化器件的几何结构,比如电极的宽度、间距和形状,来提高其光响应度和减小寄生电容,从而实现更快的响应速度。同时,对于提升MSM光电探测器的性能,例如探测率(detectivity),书中是否会介绍一些先进的工艺技术和设计理念,例如表面钝化、载流子陷阱工程等?这本书无疑为我打开了一扇通往MSM光电探测器世界的大门。

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