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納米材料與納米技術

出版社：化學工業(yè)出版社出版時間：2023-02-01
開本： 26cm 頁數(shù)： 256頁
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納米材料與納米技術 版權信息

納米材料與納米技術 內(nèi)容簡介

《納米材料與納米技術》從“基礎—性能—應用”鏈條出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了納米材料的基本結構、理論基礎、物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，概括了納米材料的制備方法和先進分析表征手段，分析了納米加工技術及器件的制備，著重總結了納米材料和納米技術在能源采集、存儲與無線傳感領域和在生物醫(yī)學領域中的應用。 《納米材料與納米技術》可用作高等院校材料、能源類專業(yè)的教材，同時可作為凝聚態(tài)物理學，半導體材料與器件、環(huán)境科學、生物醫(yī)學材料等多學科專業(yè)的教學和參考用書。

納米材料與納米技術 目錄

第1章納米材料的結構單元
1.1納米材料的定義與分類 1
1.1.1納米材料的定義 1
1.1.2納米材料的分類 2
1.1.3納米材料的新特性 3
1.2納米材料的基本結構單元 5
1.2.1零維單元 5
1.2.2一維納米結構 11
1.2.3二維納米結構 13
習題 15
參考文獻 15

第2章納米材料的基本理論
2.1納米材料的能帶理論 17
2.1.1固體能帶理論簡介 17
2.1.2納米材料的能帶理論 20
2.2表面與界面效應 21
2.2.1納米材料的表面原子 22
2.2.2納米材料的表面能 23
2.2.3表面重構與表面態(tài) 24
2.3小尺寸效應 26
2.3.1小尺寸效應定義 27
2.3.2小尺寸效應對納米材料性質(zhì)的影響 27
2.4量子尺寸效應 31
2.4.1量子概念與能級 31
2.4.2量子尺寸效應對納米材料性質(zhì)的影響 32
2.5宏觀量子隧道效應 33
2.5.1宏觀量子隧道效應的定義 33
2.5.2彈道傳輸 33
2.5.3非彈性隧穿 34
2.6納米材料的其他效應 35
2.6.1庫侖堵塞效應 35
2.6.2介電限域效應 35
2.6.3量子限域效應 36
習題 36
參考文獻 37

第3章納米材料的物理特性
3.1納米材料的力學性能 38
3.1.1納米材料的彈性 39
3.1.2納米材料的強度與硬度 40
3.1.3納米材料的塑性 42
3.1.4納米材料的超塑性 43
3.1.5納米金屬材料的強度與塑性 44
3.2納米材料的熱學性能 46
3.2.1納米材料的熔點 46
3.2.2納米材料的熱導率 47
3.2.3納米材料的比熱容 48
3.2.4納米材料的熱膨脹 50
3.3納米材料的光學性能 51
3.3.1納米材料的光吸收 51
3.3.2納米材料的顏色 53
3.3.3納米材料的發(fā)光 54
3.3.4納米材料的磁光效應 57
3.4納米材料的電學性能 60
3.4.1納米材料的電阻率 61
3.4.2納米材料的熱電性能 64
3.4.3納米材料的超導性能 65
3.4.4納米材料的介電性能 66
3.4.5納米材料的壓電性能 67
3.5納米材料的磁學性能 68
3.5.1納米磁性材料的磁矩 68
3.5.2納米磁性材料的居里溫度 69
3.5.3納米磁性材料的飽和磁化強度與矯頑力 69
3.5.4納米磁性材料的巨磁阻效應 71
習題 72
參考文獻 72

第4章納米材料的化學特性
4.1納米材料的自組裝 76
4.1.1自組裝特性 77
4.1.2自組裝機理 78
4.1.3自組裝實例 80
4.2納米材料的吸附特性 83
4.2.1非電解質(zhì)吸附 83
4.2.2電解質(zhì)吸附 84
4.3納米材料的催化特性 85
4.3.1納米金屬催化 85
4.3.2半導體納米顆粒的光催化 86
4.3.3納米金屬和半導體粒子的熱催化 87
4.4納米材料的晶體特性 87
4.5納米材料的表面缺陷特性 89
4.6納米材料的團聚特性 93
4.6.1團聚特性簡介 93
4.6.2團聚動力學模型 96
習題 98
參考文獻 99

第5章納米材料的制備
5.1零維納米材料的制備 101
5.1.1零維納米材料制備概述 101
5.1.2典型零維納米材料的制備 102
5.1.3微孔和介孔納米材料的制備 108
5.2一維納米材料的制備 112
5.2.1一維納米材料概述 112
5.2.2典型一維碳納米管的制備 112
5.2.3模板合成 113
5.3二維納米薄膜的制備 115
5.3.1二維納米薄膜概述 115
5.3.2二維納米薄膜生長的原理 116
5.3.3二維納米薄膜的制備方法 117
5.4納米復合材料的制備 123
5.4.1納米復合材料概述 123
5.4.2核殼結構材料的制備 123
5.4.3插層納米復合材料的制備 125
5.4.4陶瓷基納米復合材料的制備 125
5.4.5金屬基納米復合材料的制備 126
5.4.6聚合物納米復合材料的制備 127
習題 129
參考文獻 129

第6章納米材料的分析表征
6.1納米材料的結構分析 131
6.1.1納米材料的有序度分析 131
6.1.2納米材料的分子結構解析 136
6.2納米材料的粒度分析 140
6.2.1粒度分析的概念 140
6.2.2粒度分析的意義 141
6.2.3粒度分析方法 141
6.3納米材料的形貌分析 143
6.3.1形貌分析的重要性與種類 143
6.3.2掃描電子顯微鏡形貌分析 144
6.3.3透射電子顯微鏡形貌分析 144
6.3.4掃描隧道顯微鏡形貌分析 147
6.4納米材料的成分分析 149
6.4.1成分分析的重要性與種類 149
6.4.2表面與微區(qū)成分分析 149
6.4.3體相元素成分分析 151
6.5納米材料表面電子結構的分析 153
6.5.1X射線光電子能譜 153
6.5.2紫外光電子能譜 156
6.5.3X射線吸收精細結構 157
習題 161
參考文獻 161

第7章先進納米加工技術
7.1納米減材制造技術 165
7.1.1光學曝光技術 165
7.1.2短波長曝光技術 173
7.1.3激光加工技術 176
7.1.4納米壓印技術 179
7.1.5刻蝕技術 183
7.1.6聚焦離子束技術 188
7.2納米增材制造技術 189
7.2.1薄膜沉積技術 189
7.2.2薄膜剝離技術 196
7.2.3噴墨打印技術 199
7.2.43D打印技術 200
習題 201
參考文獻 201

第8章納米材料與納米技術的應用
8.1納米材料與納米技術在能量收集領域的應用 204
8.1.1納米發(fā)電機概述 205
8.1.2納米發(fā)電機的理論基礎 205
8.1.3納米發(fā)電機的工作機理 208
8.1.4納米材料和納米技術在納米發(fā)電機中的應用 208
8.2納米材料和納米技術在電化學能源領域的應用 215
8.2.1納米材料和納米技術在鋰離子電池中的應用 216
8.2.2納米材料和納米技術在超級電容器中的應用 219
8.2.3納米材料和納米技術在燃料電池中的應用 228
8.3納米材料與納米技術在信息領域的應用 231
8.3.1納米信息探測材料 232
8.3.2納米信息傳輸材料 234
8.3.3納米信息存儲材料 235
8.4納米材料和納米技術在無線傳感領域的應用 237
8.4.1納米材料與無線傳感 237
8.4.2納米技術與多功能傳感集成系統(tǒng) 240
8.5納米材料和納米技術在生物醫(yī)學領域的應用 243
8.5.1納米生物材料簡介 243
8.5.2納米材料在生物醫(yī)學領域的應用 247
習題 249
參考文獻 250

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納米材料與納米技術 作者簡介

楊維清，博士，教授，四川省杰出青年基金獲得者。2007年碩士畢業(yè)于四川大學原子與分子物理專業(yè)，主要應用密度泛函理論研究半導體材料的物理特性，畢業(yè)后到成都信息工程學院工作。2009年評為講師，2011年博士畢業(yè)于四川大學材料學院凝聚態(tài)物理專業(yè)，并獲得理學博士學位。2011年破格晉升副教授，2011年10月在電子科大電子薄膜與集成器件國家重點實驗室做博士后，主要從事白光LED熒光材料的制備以及LED封裝技術與理論研究工作。2013年1月2014年2月，到美國佐治亞理工學院王中林院士課題組從事納米能源材料與微電子集成器件的博士后研究。近年來，在Advanced Materials, Nano Letters, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Advanced Energy Materials等國際著*名刊物上發(fā)表論文91篇，均為SCI刊源，16篇影響因子大于10，4篇ESI高引論文。所做的工作被美國知名網(wǎng)站美國國家自然基金委（NSF)、Newscientist等近10家媒體專題報道，受到法國路透社，中國科學網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)、中國網(wǎng)、新華網(wǎng)、人民網(wǎng)、鳳凰網(wǎng)等多家國內(nèi)外媒體關注。

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