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本书旨在概述与半导体材料中的纳米科学和纳米技术相关的基本物理概念和设备应用。如书中所示，当固体的尺寸缩小到材料中电子的特征长度（德布罗意波长、相干长度、局域长度等）的大小时，由于量子效应而产生的新物理特性就会显现出来。这些新特性以各种方式表现出来：量子电导振荡、量子霍尔效应、共振隧穿、单电子传输等。它们可以在正确构建的纳米结构中观察到，例如半导体异质结、量子阱、超晶格等，这些在文中详细描述。这些量子结构所表现出的效应不仅从纯科学的角度来看意义重大——过去几十年来它们的发现者获得了数项诺贝尔奖——而且在大多数上一代微电子和光电子设备中也有重要的实际应用。 20 世纪 70 年代初，IBM 的 Esaki、Tsu 和 Chang 开创性地开展工作，为后来在量子阱和超晶格中观察到的许多新效应奠定了基础，从那以后，仅仅过去了 30 年左右。为了观察这些效应，20 世纪 80 年代，许多先进的研究实验室定期采用分子束外延、逐层生长和半导体纳米结构掺杂等先进技术。由于所有这些新发展都发生在相对较短的时间内，因此很难及时将它们纳入大学课程。然而，最近大多数一流大学都更新了课程，并在研究生和本科生阶段开设了以下课程：纳米科学与工程、纳米结构与设备、量子设备和纳米结构等。甚至还开设了纳米科学与工程硕士学位。物理学院、材料科学学院和各种工程学院（电气、材料等）经常开设这些课程。我们认为，在普通本科阶段，缺乏关于纳米科学和纳米技术的综合教科书。一些关于固体物理学的一般教科书开始包括几个部分，在某些情况下，甚至包括一整章，来介绍纳米科学。这些材料经常被添加为这些著名教科书新版本的最后一章，有时并没有真正将其整合到书的其余部分中。然而，对于可以部分用于研究生课程的专业书籍来说，情况要好一些，因为在过去的十五年里，一系列关于纳米科学的优秀教科书
微电子和光电子纳米技术
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