本書是一本旨在介紹電子科學與技術前沿發(fā)展的綜合性教材。本書內(nèi)容涵蓋了電子科學與技術的概述、阻變存儲器的研究及其性能提升、憶阻器的多種應用、基于新型二維材料及莫特絕緣體的憶阻器、柔性鐵電器件的研究現(xiàn)狀與應用、石墨烯場效應晶體管的研究進展、氮化物激光二極管、太陽能電池技術的最新進展以及集成電路技術與仿真等內(nèi)容。本書提供了從基礎理論到最新應用的全方位知識，可作為高等院校電子科學與技術專業(yè)本科生及相關專業(yè)研究生的教材或參考書，也可作為相關領域工程技術人員的參考資料。
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南京大學，材料物理與化學專業(yè)，獲得工學博士學位主持國家自然科學基金項目3項、河北省杰出青年基金1項
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 電子科學與技術的發(fā)展史 1
1.2 電子科學與技術的研究方向 3
1.3 電子科學與技術遭遇的瓶頸及解決方案 4
參考文獻 7
第2章 阻變存儲器研究及性能提升 8
2.1 引言 8
2.1.1 存儲器的發(fā)展 8
2.1.2 阻變存儲器的分類 10
2.2 阻變存儲器的材料 12
2.2.1 氧化物阻變存儲器 12
2.2.2 非氧化物無機材料阻變存儲器 17
2.2.3 有機材料阻變存儲器 19
2.2.4 二維材料阻變存儲器 20
2.3 阻變存儲器的阻變機制 24
2.3.1 電化學金屬化導電細絲 24
2.3.2 價態(tài)變化存儲器 24
2.3.3 相變阻變存儲器 26
2.3.4 鐵電阻變存儲器 26
2.4 阻變存儲器的性能提升 27
2.4.1 利用二維材料提升器件性能 27
2.4.2 利用量子點提升器件性能 28
2.4.3 利用外圍電路提升器件性能 29
2.4.4 通過雜質(zhì)摻雜提升器件性能 29
2.4.5 特殊器件形貌提升器件性能 30
2.5 小結(jié) 32
參考文獻 32
第3章 憶阻器的應用 42
3.1 引言 42
3.2 憶阻器在神經(jīng)仿生中的應用 44
3.2.1 生物突觸和人工突觸 44
3.2.2 導電絲憶阻器人工突觸 46
3.2.3 相變憶阻器人工突觸 46
3.2.4 光電憶阻器人工突觸 46
3.3 憶阻器神經(jīng)網(wǎng)絡 49
3.3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡 49
3.3.2 深度神經(jīng)網(wǎng)絡 52
3.3.3 脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡 55
3.4 憶阻器的應用 57
3.4.1 憶阻器在生物學上的應用 57
3.4.2 憶阻器在模式識別中的應用 59
3.4.3 憶阻器在電路中的應用 62
3.5 小結(jié) 64
參考文獻 65
第4章 基于新型二維材料的憶阻器 75
4.1 引言 75
4.2 基于二維材料的憶阻器 77
4.2.1 石墨烯和衍生物 77
4.2.2 過渡金屬二硫化物 79
4.2.3 其他二維材料 84
4.3 基于二維材料憶阻器的開關機制 89
4.3.1 細絲 89
4.3.2 原子空位 92
4.3.3 電子的捕獲和釋放 96
4.4 現(xiàn)有的挑戰(zhàn) 97
4.5 小結(jié) 98
參考文獻 99
第5章 基于莫特絕緣體的憶阻器 119
5.1 引言.119
5.2 莫特絕緣體轉(zhuǎn)變和莫特絕緣體材料 120
5.3 莫特轉(zhuǎn)變的驅(qū)動方法 121
5.3.1 壓力驅(qū)動的莫特轉(zhuǎn)變 121
5.3.2 溫度驅(qū)動的莫特轉(zhuǎn)變 122
5.3.3 電壓驅(qū)動的莫特轉(zhuǎn)變 125
5.4 基于莫特絕緣體的憶阻器應用 126
5.4.1 非易失性特性 126
5.4.2 選擇器和神經(jīng)元的揮發(fā)性特性 130
5.5 小結(jié) 136
參考文獻 138
第6章 柔性鐵電器件的研究現(xiàn)狀和應用 151
6.1 引言 151
6.2 制備柔性鐵電器件的途徑 152
6.2.1 通過范德瓦耳斯異質(zhì)外延制備柔性鈣鈦礦鐵電薄膜 152
6.2.2 通過蝕刻法制備柔性鈣鈦礦鐵電薄膜 156
6.2.3 二維柔性鐵電材料 163
6.3 柔性鐵電器件的應用 169
6.3.1 柔性鐵電存儲器 169
6.3.2 柔性鐵電傳感器 175
6.3.3 柔性鐵電光伏器件 177
6.3.4 柔性鐵電能量采集器 178
6.4 柔性鐵電器件應用的潛在研究領域 180
6.5 小結(jié) 182
參考文獻 183
第7章 石墨烯場效應晶體管研究進展 198
7.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)、基本結(jié)構(gòu)及性能 198
7.2 石墨烯的表征方法 200
7.2.1 顯微鏡法 200
7.2.2 光譜法 202
7.3 石墨烯的制備方法 206
7.4 石墨烯場效應晶體管基本結(jié)構(gòu)及原理 215
7.4.1 背柵石墨烯場效應晶體管 215
7.4.2 頂柵石墨烯場效應晶體管 216
7.4.3 液柵石墨烯場效應晶體管 216
7.5 石墨烯場效應晶體管的制備工藝 217
7.6 石墨烯場效應晶體管中石墨烯的功能化方法 219
7.6.1 共價功能化方法 219
7.6.2 非共價功能化方法 220
7.7 石墨烯場效應晶體管在生化物質(zhì)傳感中的應用 222
7.7.1 石墨烯場效應晶體管生化傳感基本理論 222
7.7.2 G-SgFET在生化物質(zhì)傳感領域的應用 223
參考文獻 231
第8章 氮化物激光器技術新進展 238
8.1 引言 238
8.1.1 氮化物激光器的應用 238
8.1.2 氮化物激光器發(fā)展歷程 239
8.2 氮化物激光器基本特性 241
8.2.1 氮化物激光器工作原理 241
8.2.2 氮化物激光器工作特性 243
8.2.3 氮化物激光器調(diào)制特性 248
8.3 氮化物白光激光技術 249
8.3.1 熒光轉(zhuǎn)化激光白光技術 250
8.3.2 RGB三基色復合激光白光技術 253
8.3.3 白光LD光通信技術 256
參考文獻 260
第9章 太陽能電池研究進展 267
9.1 引言 267
9.2 太陽能電池的種類和光伏原理 267
9.2.1 pn 結(jié)型太陽能電池 267
9.2.2 肖特基勢壘太陽能電池 268
9.2.3 染料敏化太陽能電池 269
9.2.4 聚合物太陽能電池 270
9.2.5 新型太陽能電池 273
參考文獻 275
第10章 集成電路設計與仿真 277
10.1 引言 277
10.1.1 集成電路的過去、現(xiàn)狀和未來 277
10.1.2 集成電路的分類及主流工藝 280
10.2 數(shù)字集成電路 281
10.2.1 數(shù)字集成電路的設計方法 281
10.2.2 數(shù)字集成電路的基本單元電路 283
10.2.3 數(shù)字集成電路中的時序電路 295
10.3 模擬集成電路 301
10.3.1 模擬集成電路的設計方法 301
10.3.2 模擬集成電路的主要電路單元 302
10.4 Bi-CMOS型集成電路 318
10.4.1 Bi-CMOS型集成電路的設計方法 318
10.4.2 Bi-CMOS型集成電路的典型電路的設計及應用 319
10.5 能量回收型集成電路的設計 322
10.5.1 能量回收型集成電路的原理 322
10.5.2 能量回收型電路的結(jié)構(gòu)分類 324
參考文獻 328
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