서문 = ⅲ
역자서문 = ⅷ
Chapter 1 기초적 재료공학 개념 = 3
1.1 원자구조와 원자번호 = 3
1.2 원자 질량과 몰 = 8
1.3 결합과 고체의 형태 = 9
1.3.1 분자와 일반적 결합 법칙 = 9
1.3.2 공유결합 고체: 다이아몬드 = 11
1.3.3 금속결합: 구리 = 14
1.3.4 이온결합 고체: 소금 = 14
1.3.5 이차적 결합 = 19
1.3.6 혼합된 결합 = 22
1.4 활동적 분자이론 = 26
1.4.1 미세한 운동에너지와 온도 = 26
1.4.2 열팽창 = 32
1.5 분자 속도와 에너지 분포 = 38
1.6 열, 열적 요동과 잡음 = 42
1.7 열적으로 활성화되는 과정 = 47
1.7.1 아레니우스율 방정식 = 47
1.7.2 원자확산과 확산계수 = 49
1.8 결정의 상태 = 52
1.8.1 결정의 형태 = 52
1.8.2 결정방향과 결정면 = 59
1.8.3 동소체와 탄소 = 64
1.9 결정결함과 결정의 중요성 = 67
1.9.1 점결함: 공공과 불순물 = 67
1.9.2 선결함: 도상전위와 나사 전위 = 71
1.9.3 평면 결함: 결정립계 = 73
1.9.4 결정면과 표면특성 = 76
1.9.5 정수비, 비정수비 그리고 결함 구조 = 78
1.10 단결정 쵸크랄스키(Czochralski) 성장 = 79
1.11 유리와 비정질 반도체 = 81
1.11.1 유리와 비정질 교체 = 81
1.11.2 결정체와 비정질 실리콘 = 84
1.12 고용체와 2상(Two-phase)고체 = 86
1.12.1 이질동형 고용체: 이질동형 합금 = 86
1.12.2 상태도: Cu-Ni와 기타 이질동형 합금들 = 87
1.12.3 대정련과 순수 실리콘 결정 = 92
1.12.4 이원 공정 상태도와 Pb-Sn 땜납 = 93
부가 내용 = 99
1.13 브라비스(Bravais) 격자 = 99
용어 정리 = 102
연습문제 = 106
Chapter 2 고체에서의 전기전도와 열전도 = 121
2.1 고전적 이론: Drude 모델 = 121
2.1.1 금속과 전자에 의한 전도 = 121
2.2 저항률의 온도 의존성: 이상적인 순수금속 = 131
2.3 Matthiessen의 법칙 = 134
2.3.1 Matthiessen의 법칙과 저항률의 온도계수(α) = 134
2.3.2 고용체와 Nordheim의 법칙 = 144
2.4 혼합 법칙과 전기적 스위치 = 148
2.4.1 이종 혼합체 = 148
2.4.2 2상 합금(Ag-Ni) 저항률과 전기적 접촉 = 153
2.5 Hall 효과와 Hall 소자 = 155
2.6 열전도(Thermal conduction) = 159
2.6.1 열 전도도 = 159
2.6.2 열 저항 = 164
2.7 비금속의 전기전도 = 165
2.7.1 반도체 = 165
2.7.2 이온결정과 유리 = 170
부가 내용 = 174
2.8 표피효과: 도체의 HF 저항 = 174
2.9 얇은 금속막 = 178
2.9.1 얇은 금속막대에서 전도 = 178
2.9.2 얇은 막의 비저항 = 179
2.10 마이크로전자공학에서의 연결배선 = 184
2.11 일렉트로마이그레이션과 Black의 방정식 = 188
용어 정리 = 190
연습문제 = 193
Chapter 3 기초 양자 물리학 = 207
3.1 광자(Photon) = 207
3.1.1 파동으로서의 빛 = 207
3.1.2 광전 효과 (The Photoelectric Effect) = 210
3.1.3 Compton 산란 = 216
3.1.4 흑체 복사 = 218
3.2 파동으로서의 전자 = 222
3.2.1 De Broglie 관계식 = 222
3.2.2 시간 비의존형 Schr o ·· dinger 방정식 = 224
3.3 무한 포텐셜 우물: 갇혀 있는 전자 = 229
3.4 Heisenberg의 불확정성 원리 = 235
3.5 터널링 현상: 양자 누설(Quantum Leak) = 239
3.6 전위 상자: 세 개의 양자수 = 247
3.7 수소 형태의 원자 = 250
3.7.1 전자 파동함수 = 250
3.7.2 양자화된 전자 에너지 = 256
3.7.3 궤도 각 운동량 및 공간의 양자화 = 261
3.7.4 전자 스핀 및 고유 각 운동량 S = 266
3.7.5 전자의 자기 쌍극자 모멘트 = 268
3.7.6 총 각 운동량 J = 273
3.8 헬륨 원자 및 주기율표 = 275
3.8.1 헬륨 윈자 및 Pauli의 배타원리 = 275
3.8.2 Hund의 규칙 = 278
3.9 유도 방출 및 레이저 = 280
3.9.1 유도 방출 및 광자 증폭 = 280
3.9.2 헬륨-네온 레이저 = 284
3.9.3 레이저 출력 스펙트럼 = 287
부가 내용 = 289
3.10 광 파이버 증폭기 = 289
용어 정리 = 291
연습문제 = 295
Chapter 4 현대의 고체 이론 = 313
4.1 수소분자: 결합(Bonding)의 분자 궤도 이론 = 313
4.2 고체의 밴드 이론 = 319
4.2.1 에너지 밴드의 형성 = 319
4.2.2 밴드 내의 전자의 성질 = 324
4.3 반도체 = 328
4.4 전자 유효 질량 = 332
4.5 에너지 밴드에서의 상태 밀도 = 334
4.6 통계: 입자들의 모임 = 342
4.6.1 Boltzmann 고전 통계 = 342
4.6.2 Fermi-Dirac 통계 = 343
4.7 금속의 양자 이론 = 345
4.7.1 자유 전자 모델 = 345
4.7.2 금속에서의 전도 = 348
4.8 Fermi 에너지의 의미 = 351
4.8.1 금속-금속 접촉: 접촉 전위 = 351
4.8.2 Seebeck 효과와 열전대 = 353
4.9 열전자 방출과 진공관 소자 = 360
4.9.1 열전자 방출: Richardson-Dushman 방정식 = 360
4.9.2 전계 도움 방출: Schottky 효과 = 364
4.10 포논(Phonon: 음향양자) = 370
4.10.1 조화 진동자와 격자 파동 = 370
4.10.2 Debye 열용량 = 375
4.10.3 비금속에서의 열전도도 = 382
4.10.4 전기 전도도 = 384
부가내용 = 386
4.11 금속의 밴드 이론: 결정 구조에서의 전자의 회절 = 386
4.12 Gr u ·· neisen의 열팽창 모델 = 396
용어 정리 = 399
연습문제 = 401
Chapter 5 반도체 = 413
5.1 진성 반도체 = 414
5.1.1 실리콘 결정과 에너지 밴드 다이아그램 = 414
5.1.2 전자와 정공 = 416
5.1.3 반도체 내에서의 전도 = 418
5.1.4 전자와 정공의 농도 = 420
5.2 불순물 반도체 = 429
5.2.1 n형 도핑(doping) = 429
5.2.2 p형 도핑(Doping) = 432
5.2.3 보상 도핑 (Compensation Doping) = 434
5.3 전도도의 온도 의존성 = 439
5.3.1 운반자 농도의 온도 의존성 = 439
5.3.2 유동 이동도(Drift Mobility): 온도와 불순물 의존성 = 444
5.3.3 전도도의 온도 의존성 = 448
5.3.4 축퇴 반도체와 비축퇴 반도체 = 450
5.4 재결합과 소수 운반자 주입 = 452
5.4.1 직접 재결합과 간접 재결합 = 452
5.4.2 소수 운반자 수명 = 454
5.5 확산과 전도 방정식, 그리고 무작위 운동 = 461
5.6 연속 방정식 = 468
5.6.1 시간 종속 연속 방정식 = 468
5.6.2 정상상태 연속 방정식 = 470
5.7 광 흡수(Optical bsorption) = 474
5.8 압저항 현상 = 478
5.9 Schottky 접합(Schottky Junction) = 482
5.9.1 Schottky 다이오드 = 482
5.9.2 Schottky 접합 태양전지 = 487
5.10 저항성 접촉과 열전 냉각기 = 490
부가 내용 = 495
5.11 직접 밴드갭 반도체와 간접 밴드갭 반도체 = 495
5.12 간접 재결합 = 505
5.13 비정질 반도체 = 506
용어 정리 = 509
연습문제 = 513
Chapter 6 반도체 소자 = 529
6.1 이상적인 pn 접합 = 529
6.1.1 인가된 전압이 없을 경우: 개방 회로 = 529
6.1.2 순방향 바이어스: 확산 전류 = 536
6.1.3 순방향 바이어스: 재결합과 총 전류 = 542
6.1.4 역방향 바이어스 = 544
6.2 pn 접합 밴드 다이어그램 = 549
6.2.1 개방 회로 = 549
6.2.2 순방향 바이어스와 역방향 바이어스 = 551
6.3 pn 접합의 공핍층 정전용량 = 554
6.4 확산(저장) 정전용량과 동적 저항 = 556
6.5 역방향 항복: 사태 항복과 Zener 항복 = 559
6.5.1 사태 항복 = 559
6.5.2 Zener 항복 = 561
6.6 바이폴라 트랜지스터 (BJT) = 563
6.6.1 공통 베이스 (CB) 직류 특성 = 563
6.6.2 공통 베이스 증폭기 = 572
6.6.3 공통 이미터(CE) 직류 특성 = 575
6.6.4 저주파 소신호 모델 = 576
6.7 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET) = 581
6.7.1 일반적인 원리 = 581
6.7.2 JFET 증폭기 = 587
6.8 금속-산화막-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) = 592
6.8.1 전계 효과와 반전 = 592
6.8.2 증가형 MOSFET = 594
6.8.3 문턱 전압 = 599
6.8.4 이온 주입된 MOS 트랜지스터와 다결정 실리콘 게이트 = 601
6.9 광 방출 다이오드(LED) = 604
6.9.1 LED의 원리 = 604
6.9.2 이질접합 고강도 LED = 607
6.9.3 LED 특성 = 609
6.10 태양 전지 = 612
6.10.1 광기전력 소자의 원리 = 612
6.10.2 직렬 저항과 단락 저항 = 621
6.10.3 태양 전지의 물질, 소자 및 효율 = 623
부가 내용 = 625
6.11 pin 다이오드, 광 다이오드 및 태양 전지 = 625
6.12 반도체 광 증폭기 및 레이저 = 628
용어 정리 = 631
연습문제 = 635
Chapter 7 유전체와 절연체 = 651
7.1 분극 현상과 비유전율 = 652
7.1.1 비유전율: 정의 = 652
7.1.2 쌍극자 모멘트와 전자 분극 = 653
7.1.3 분극 벡터 P = 657
7.1.4 국부장 (local field)과 클로시우스-모소티(clausius-mossotti)방정식 = 661
7.2 전자 분극: 공유 고체들 = 663
7.3 분극 메커니즘 = 665
7.3.1 이온 분극 = 665
7.3.2 배향(쌍극자) 분극 = 666
7.3.3 계면 분극 = 669
7.3.4 총 분극 = 670
7.4 주파수 의존: 유전상수와 유전 손실 = 672
7.4.1 유전 손실 = 672
7.4.2 Debye 방정식, Cole-Cole plot, 등가 직류 회로 = 680
7.5 가우스 법칙과 경계 조건 = 683
7.6 유전 강도와 절연 파괴 = 689
7.6.1 유전강도: 정의 = 689
7.6.2 절연 파괴와 부분 방전: 가스 = 690
7.6.3 절연 파괴: 액체 = 691
7.6.4 절연 파괴: 고체 = 692
7.7 커패시터 유전 물질 = 699
7.7.1 전형적인 커패시터 구조 = 699
7.7.2 유전체: 비교 = 702
7.8 압전성, 강유전성, 초전성 현상학 = 706
7.8.1 압전성 = 706
7.8.2 압전성; 석영 발진기와 필터 = 711
7.8.3 강유전성과 초전도성 결정 = 715
부가 내용 = 721
7.9 전기적 변위와 탈분극(depolarization) 전계 = 721
7.10 국부장과 로렌츠 방정식 = 726
7.11 쌍극자 분극 = 728
7.12 이온 분극과 유전체 공진 = 730
7.13 유전체 혼합물과 이종 매체 = 735
용어 정리 = 737
연습문제 = 740
Chapter 8 자기특성과 초전도 = 757
8.1 물질의 자화 = 757
8.1.1 자기 쌍극자 모멘트 = 757
8.1.2 원자 자기 모멘트 = 758
8.1.3 자화 벡터 M = 760
8.1.4 자화 자계 또는 자계강도, H = 762
8.1.5 투자율과 자화율 = 764
8.2 자기 물질 분류 = 768
8.2.1 반자성체 = 769
8.2.2 상자성체 = 770
8.2.3 강자성체 = 771
8.2.4 반강자성체 = 771
8.2.5 페리자성체 = 772
8.3 강자성의 기원과 교환 작용 = 772
8.4 포화 자화와 Curie 온도 = 775
8.5 자구 : 강자성 물질 = 776
8.5.1 자구 = 776
8.5.2 자기 결정의 이방성 = 779
8.5.3 자구 장벽 = 780
8.5.4 자왜 현상 = 783
8.5.5 자구장벽 운동 = 784
8.5.6 다결정성 물질과 M에 대한 H의 작용 = 785
8.5.7 반자화(Demagetization) = 788
8.6 연질 자기재료와 경질 자기재료 = 790
8.6.1 정의 = 790
8.6.2 초기와 최대 투자율 (Permeability) = 791
8.7 연질 자기 물질 : 예와 사용 = 792
8.8 강자성체 : 실례와 사용 = 795
8.9 초전도체 = 800
8.9.1 무저항과 Meissner 효과 = 800
8.9.2 제 1형 및 제 2형 초전도체 = 804
8.9.3 임계 전류 밀도 = 807
8.10 초전도체의 기원 = 810
부가 내용 = 811
8.11 에너지 대역도와 자기력 = 811
8.11.1 파울리 스핀 상자기력 = 811
8 11.2 강자기의 에너지대 모델 = 813
8.12 이방성과 거대 자기저항 = 815
8.13 자기 기록 물질 = 820
8.14 조셉슨효과 = 826
8.15 자속 양자화 = 828
용어 정리 = 829
연습문제 = 833
Chapter 9 재료의 광학적 특성 = 847
9.1 선형매질에서의 광파 = 847
9.2 굴절률 = 850
9.3 분산: 굴절률-파장거동 = 852
9.4 군속도와 군굴절률 = 858
9.5 자기장 : 복사조도(irradiance)와 포인팅벡터 = 861
9.6 스넬의 벌칙과 내부전반사(TIR) = 863
9.7 프레넬 방정식 = 866
9.7.1 진폭반사와 투과계수 = 866
9.7.2 강도, 반사율, 그리고 투과율 = 873
9.8 복소 굴절률과 빛의 흡수 = 878
9.9 격자 흡수 = 885
9.10 BAND-TO-BAND 흡수 = 887
9.11 재료내의 빛의 산란 = 890
9.12 광섬유에서의 감쇠(Attenuation) = 892
9.13 발광, 인광 그리괴 백색 LED = 894
9.14 편광 = 899
9.15 광학적 이방성 = 902
9.15.1 단일축성 결정체들과 프레넬의 광학 타원체 = 903
9.15.2 방해석의 복굴절 = 906
9.15.3 2색성(dichroism) = 907
9.16 복굴절 지연판(Birefringnet Retarding Plates) = 907
9.17 광활성과 원형 복굴절 = 909
부가 내용 = 912
9.18 전기광학 효과(Electro-Optic Effects) = 912
용어 정리 = 915
연습문제 = 918
Appendix
부록 A Bragg 회절 법칙과 X-ray 회절 = 924
부록 B 유속(Flux), 발광속(Luminous Flux), 그리고 방사의 밝기(the Brightness of Radiation) = 930
부록 C 주요 기호와 약어 = 932
부록 D 원소들의 주요 특성 = 938
부록 E 주요 물리상수들과 유용한 자료 = 941
Index = 943
