本书是一本旨在介绍电子科学与技术前沿发展的综合性教材。本书内容涵盖了电子科学与技术的概述、阻变存储器的研究及其性能提升、忆阻器的多种应用、基于新型二维材料及莫特绝缘体的忆阻器、柔性铁电器件的研究现状与应用、石墨烯场效应晶体管的研究进展、氮化物激光二极管、太阳能电池技术的最新进展以及集成电路技术与仿真等内容。本书提供了从基础理论到最新应用的全方位知识，可作为高等院校电子科学与技术专业本科生及相关专业研究生的教材或参考书，也可作为相关领域工程技术人员的参考资料。
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南京大学，材料物理与化学专业，获得工学博士学位主持国家自然科学基金项目3项、河北省杰出青年基金1项
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 电子科学与技术的发展史 1
1.2 电子科学与技术的研究方向 3
1.3 电子科学与技术遭遇的瓶颈及解决方案 4
参考文献 7
第2章 阻变存储器研究及性能提升 8
2.1 引言 8
2.1.1 存储器的发展 8
2.1.2 阻变存储器的分类 10
2.2 阻变存储器的材料 12
2.2.1 氧化物阻变存储器 12
2.2.2 非氧化物无机材料阻变存储器 17
2.2.3 有机材料阻变存储器 19
2.2.4 二维材料阻变存储器 20
2.3 阻变存储器的阻变机制 24
2.3.1 电化学金属化导电细丝 24
2.3.2 价态变化存储器 24
2.3.3 相变阻变存储器 26
2.3.4 铁电阻变存储器 26
2.4 阻变存储器的性能提升 27
2.4.1 利用二维材料提升器件性能 27
2.4.2 利用量子点提升器件性能 28
2.4.3 利用外围电路提升器件性能 29
2.4.4 通过杂质掺杂提升器件性能 29
2.4.5 特殊器件形貌提升器件性能 30
2.5 小结 32
参考文献 32
第3章 忆阻器的应用 42
3.1 引言 42
3.2 忆阻器在神经仿生中的应用 44
3.2.1 生物突触和人工突触 44
3.2.2 导电丝忆阻器人工突触 46
3.2.3 相变忆阻器人工突触 46
3.2.4 光电忆阻器人工突触 46
3.3 忆阻器神经网络 49
3.3.1 人工神经网络 49
3.3.2 深度神经网络 52
3.3.3 脉冲神经网络 55
3.4 忆阻器的应用 57
3.4.1 忆阻器在生物学上的应用 57
3.4.2 忆阻器在模式识别中的应用 59
3.4.3 忆阻器在电路中的应用 62
3.5 小结 64
参考文献 65
第4章 基于新型二维材料的忆阻器 75
4.1 引言 75
4.2 基于二维材料的忆阻器 77
4.2.1 石墨烯和衍生物 77
4.2.2 过渡金属二硫化物 79
4.2.3 其他二维材料 84
4.3 基于二维材料忆阻器的开关机制 89
4.3.1 细丝 89
4.3.2 原子空位 92
4.3.3 电子的捕获和释放 96
4.4 现有的挑战 97
4.5 小结 98
参考文献 99
第5章 基于莫特绝缘体的忆阻器 119
5.1 引言.119
5.2 莫特绝缘体转变和莫特绝缘体材料 120
5.3 莫特转变的驱动方法 121
5.3.1 压力驱动的莫特转变 121
5.3.2 温度驱动的莫特转变 122
5.3.3 电压驱动的莫特转变 125
5.4 基于莫特绝缘体的忆阻器应用 126
5.4.1 非易失性特性 126
5.4.2 选择器和神经元的挥发性特性 130
5.5 小结 136
参考文献 138
第6章 柔性铁电器件的研究现状和应用 151
6.1 引言 151
6.2 制备柔性铁电器件的途径 152
6.2.1 通过范德瓦耳斯异质外延制备柔性钙钛矿铁电薄膜 152
6.2.2 通过蚀刻法制备柔性钙钛矿铁电薄膜 156
6.2.3 二维柔性铁电材料 163
6.3 柔性铁电器件的应用 169
6.3.1 柔性铁电存储器 169
6.3.2 柔性铁电传感器 175
6.3.3 柔性铁电光伏器件 177
6.3.4 柔性铁电能量采集器 178
6.4 柔性铁电器件应用的潜在研究领域 180
6.5 小结 182
参考文献 183
第7章 石墨烯场效应晶体管研究进展 198
7.1 石墨烯的发现、基本结构及性能 198
7.2 石墨烯的表征方法 200
7.2.1 显微镜法 200
7.2.2 光谱法 202
7.3 石墨烯的制备方法 206
7.4 石墨烯场效应晶体管基本结构及原理 215
7.4.1 背栅石墨烯场效应晶体管 215
7.4.2 顶栅石墨烯场效应晶体管 216
7.4.3 液栅石墨烯场效应晶体管 216
7.5 石墨烯场效应晶体管的制备工艺 217
7.6 石墨烯场效应晶体管中石墨烯的功能化方法 219
7.6.1 共价功能化方法 219
7.6.2 非共价功能化方法 220
7.7 石墨烯场效应晶体管在生化物质传感中的应用 222
7.7.1 石墨烯场效应晶体管生化传感基本理论 222
7.7.2 G-SgFET在生化物质传感领域的应用 223
参考文献 231
第8章 氮化物激光器技术新进展 238
8.1 引言 238
8.1.1 氮化物激光器的应用 238
8.1.2 氮化物激光器发展历程 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 氮化物激光器调制特性 248
8.3 氮化物白光激光技术 249
8.3.1 荧光转化激光白光技术 250
8.3.2 RGB三基色复合激光白光技术 253
8.3.3 白光LD光通信技术 256
参考文献 260
第9章 太阳能电池研究进展 267
9.1 引言 267
9.2 太阳能电池的种类和光伏原理 267
9.2.1 pn 结型太阳能电池 267
9.2.2 肖特基势垒太阳能电池 268
9.2.3 染料敏化太阳能电池 269
9.2.4 聚合物太阳能电池 270
9.2.5 新型太阳能电池 273
参考文献 275
第10章 集成电路设计与仿真 277
10.1 引言 277
10.1.1 集成电路的过去、现状和未来 277
10.1.2 集成电路的分类及主流工艺 280
10.2 数字集成电路 281
10.2.1 数字集成电路的设计方法 281
10.2.2 数字集成电路的基本单元电路 283
10.2.3 数字集成电路中的时序电路 295
10.3 模拟集成电路 301
10.3.1 模拟集成电路的设计方法 301
10.3.2 模拟集成电路的主要电路单元 302
10.4 Bi-CMOS型集成电路 318
10.4.1 Bi-CMOS型集成电路的设计方法 318
10.4.2 Bi-CMOS型集成电路的典型电路的设计及应用 319
10.5 能量回收型集成电路的设计 322
10.5.1 能量回收型集成电路的原理 322
10.5.2 能量回收型电路的结构分类 324
参考文献 328
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