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電子工業在近代科技中佔有非常重要的地位，電子工業的基礎即為電子元件，而電子元件就是從固態物理發展出來的。本書從基本的固態物理出發，介紹電子元件和積體電路的原理和應用，著重在建立固態物理和電子工程的關聯，同時也強調從固態物理發展出來的能帶理論是可以應用到包括金屬、半導體和絕緣體等所有固態材料。

作者簡介

李雅明

　　1943年生，台灣大學物理系學士，美國馬利蘭大學固態物理學博士。曾先後任清華大學物理系、材料科學系副教授，美國休斯研究所（Hughes Research Laboratories）計畫經理，美國凱斯西方儲備大學（Case Western Reserve University）電機與應用物理系正教授，清華大學電機系正教授。在清華大學，曾任電子工程研究所所長，出版社社長，現為清華大學榮譽教授。除科技專業論文外，著有：以海外保釣運動為背景的長篇小說《惑》（中央日報社，1986年）、《固態電子學》（全華科技，1995年）、《半導體的故事》（新新聞，1999年）、《我看基督教：一個知識份子的省思》（桂冠圖書公司，2006年）、《科學與宗教：400年來的衝突、挑戰和展望》（五南圖書公司，2008年，入圍「第33屆金鼎獎」）、《出埃及：歷史還是神話？》（五南圖書公司，2010年）、《從半導體看世界》（天下遠見，2012年）、《半導體的故事：發展與現況》（暖暖書屋，2013年）、主編《管惟炎口述歷史回憶錄》（國立清華大學出版社，2004年），以及翻譯《IC如何創新》（天下文化，2000年）。

第一章　導　論
1.1　前言
1.2　晶體結構
1.2.1　晶向與晶面
1.2.2　晶格種類
1.3　晶體的結合
1.4　電子的波性

第二章　薛丁格方程式
2.l　導論
2.2　自由電子
2.3　位能井中的電子
2.4　穿隧效應
2.5　在晶體週期性電場中的電子

第三章　晶體的能帶理論
3.1　電子能量與波矢的關係
3.2　倒晶格
3.3　布拉格繞射
3.4　維格納—賽茲胞
3.5　布里淵區
3.6　能帶結構
3.7　等能位曲線與表面
3.8　費米—狄拉克分布函數
3.9　能位密度
3.10　金屬、絕緣體與半導體
3.11　有效質量

第四章　晶格振動
4.1　一維單原子鏈
4.2　一維雙原子鏈
4.3　晶格振動的量子化與聲子

第五章　金屬的電學性質
5.1　導論
5.2　電導的經典理論
5.3　電導的量子理論
5.4　金屬與合金的電導現象
5.4.1　金屬
5.4.2　合金

第六章　半導體
6.1　本徵半導體
6.2　雜質半導體
6.2.1　施主與受主
6.2.2　載子數目與溫度的關係
6.2.3　電導率
6.3　載子散射
6.4　能帶結構與有效質量
6.5　化合物半導體

第七章　絕緣體
7.1　導論
7.2　離子電導
7.3　介電性質
7.4　非線性介電質
7.5　非晶態材料

第八章　光學性質
8.1　電磁波的傳播
8.1.1　折射率
8.1.2　電磁波方程式
8.2　光學性質的原子理論
8.2.1　光波在介電質中的傳播
8.2.2　光波在導體中的傳播
8.3　光學性質的量子理論
8.3.1　光吸收所引起的能帶間電子躍遷
8.3.2　光吸收所引起的能帶內電子躍遷
8.3.3　色散關係

第九章　磁學性質
9.1　磁學參數
9.2　抗磁性
9.3　順磁性
9.3.1　軌矩順磁性
9.3.2　電子自旋順磁性
9.4　鐵磁性
9.4.1　鐵磁性質
9.4.2　分子磁場理論
9.4.3　交換作用
9.5　反鐵磁性
9.6　亞鐵磁性

第十章　熱學性質
10.1　熱學參數
10.1.1　熱能
10.1.2　熱容量
10.1.3　比熱
10.1.4　摩爾熱容量
10.1.5　熱導率
10.2　熱容量的經典理論
10.3　熱容量的量子理論
10.3.1　愛因斯坦模型
10.3.2　德拜模型
10.3.3　電子熱容
10.4　熱傳導
10.4.1　熱傳導的經典理論
10.4.2　金屬熱傳導的量子理論
10.4.3　電介質中的熱傳導
10.5　熱膨脹

第十一章　金屬的應用
11.1　薄膜的導電性
11.2　非連續金屬薄膜的電導率
11.3　歐姆接觸
11.4　金屬連線
11.4.1　鋁金屬連線
11.4.2　階梯披覆
11.5　電致移動
11.6　金屬矽化物

第十二章　半導體的應用：p-n 結與雙極型電晶體
12.1　金屬—半導體接觸
12.1.1　蕭基勢壘
12.1.2　蕭基勢壘的電流電壓特性
12.2　p-n 結
12.2.1　p-n 結原理
12.2.2　p-n 結的電流─電壓特性
12.3　雙極型電晶體
12.3.1　雙極型電晶體原理
12.3.2　雙極型電晶體的電流特性
12.3.3　異質結雙極型電晶體

第十三章　半導體的應用：場效電晶體與電荷耦合元件
13.1　結型場效電晶體
13.1.1　結型場效電晶體
13.2　金屬─半導體場效電晶體
13.2.1　異質結金屬─半導體場效電晶體
13.3　金屬─氧化物─半導體場效電晶體
13.3.1　金屬─氧化物─半導體電容器
13.3.2　金屬─氧化物─半導體場效電晶體
13.4　電荷耦合元件
13.4.1　電荷耦合元件原理
13.4.2　傳送效率
13.4.3　訊號電荷的輸入和偵測
13.4.4　電荷耦合元件的應用

第十四章　半導體的應用：光電元件
14.1　光偵測器
14.1.1　光敏電導
14.1.2　光敏二極體
14.1.3　p-i-n 光敏二極體
14.1.4　雪崩光敏二極體
14.1.5　其他光敏二極體
14.2　發光二極體
14.3　半導體雷射
14.4　太陽電池
14.4.1　晶體p-n 結太陽電池
14.4.2　非晶矽太陽電池

第十五章　絕緣體的應用
15.1　絕緣體薄膜
15.1.1　離子電導
15.1.2　空間電荷限制的電流
15.1.3　穿隧或場發射
15.1.4　蕭基發射或熱發射
15.1.5　普爾－法蘭克效應
15.1.6　熱場發射
15.1.7　雜質電導
15.2　陶瓷敏感元件
15.2.1　半導體陶瓷簡介
15.2.2　晶粒界的電學特性
15.2.3　海旺模型
15.2.4　氣敏元件與濕敏元件
15.3　介電崩潰

第十六章　超導體及其應用
16.1　超導現象
16.2　BCS 理論
16.2.1　磁通量的量子化
16.3　超導穿隧效應
16.3.1　超導能位圖
16.3.2　正常態金屬與超導體之間的穿隧
16.3.3　超導體與超導體之間的正常電子穿隧
16.3.4　超導體與超導體之間零偏壓下的庫柏對穿隧電流
16.3.5　超導體與超導體之間在偏壓下的庫柏對穿隧電流
16.4　超導量子干涉效應
16.5　高溫超導
16.5.1　高溫超導簡介
16.5.2　高溫超導的超導特性
16.6　超導的應用

第十七章　薄膜壘積技術
17.1　熱蒸發
17.1.1　熱蒸發基礎
17.1.2　熱蒸發裝置
17.2　陰極濺鍍
17.2.1　陰極濺鍍簡介
17.2.2　濺射現象
17.3　輝光放電
17.3.1　輝光放電原理
17.3.2　磁場中的輝光放電
17.4　化學氣相壘積
17.4.1　化學氣相壘積機理
17.4.2　化學氣相壘積裝置

附錄1　元素週期表
附錄2　國際制（SI）基本單位及具有專有名稱的SI導出單位制
附錄3　物理常數表
附錄4　十進倍數和分數的詞頭
附錄5　希臘字母
附錄6　國際制與高斯制互換
附錄7　半導體性質
附錄8　鍺、矽、砷化鎵半導體在300K 的重要特性
參考書目
習題解答
索　引

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