虚拟电子实验室 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:人民邮电

作者:

出品人:

页数:207

译者:

出版时间:2001-10

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787115096623

丛书系列:

图书标签:

• 虚拟实验
• 电子技术
• 电路分析
• 仿真
• 教育
• 教学
• 实验室
• 电子工程
• 高等教育
• 实践

好的，这是一份为您的图书《虚拟电子实验室》量身定制的、不包含任何提及该书内容的详细图书简介。这份简介侧重于描述一个与电子实验紧密相关、但又截然不同的领域，以确保内容独立且详尽。 --- 模拟现实：微观世界的精密构建与操控 一、 序言：超越可见的尺度 人类对世界的探索，从未停止对微小尺度的追逐。当我们试图理解物质最基础的构成、能量的传递机制，或是生命运作的复杂网络时，我们必须将目光投向原子、分子乃至亚原子粒子的奇妙世界。本书《模拟现实：微观世界的精密构建与操控》并非关注电路板上的电阻与电容，而是深入到材料科学、纳米技术以及精密物理学的核心领域，探讨如何通过先进的建模、仿真和实验技术，实现对这些肉眼不可见的结构的精确设计、预测与控制。 本书旨在为那些对高精度制造、新型材料研发以及基础物理学前沿充满热情的读者提供一张详尽的“路线图”。我们将聚焦于如何将宏观的物理定律，转化为指导微观尺度操作的精确指令，揭示隐藏在日常材料背后的复杂结构逻辑。 二、 第一部分：基础理论与建模的桥梁 本部分奠定了理解微观操控的基础框架。我们首先回顾了量子力学在描述电子行为中的核心地位，但重点在于如何将这些复杂的薛定谔方程转化为可计算的工程模型。 1.1 密度泛函理论（DFT）的工程应用： 详细阐述了DFT如何从第一性原理出发，预测新型半导体材料的能带结构、晶格常数以及反应活性。本书将重点分析不同交换关联泛函在处理过渡金属氧化物和二维材料时的优缺点，并提供一套标准的计算流程，用于快速筛选具有特定电子特性的化合物。 1.2 分子动力学（MD）模拟的尺度突破： 我们探讨了经典MD与量子力学计算（QM/MM耦合）的结合策略。重点解析了如何通过优化力场参数，精确模拟高分子链在极端温度或高压环境下的构象变化、扩散系数以及玻璃化转变温度的预测。书中特别开辟章节，讨论了如何利用GPU加速技术，将以往需要数月完成的百万原子级模拟，缩短至数天。 1.3 介观系统的输运理论： 对于尺寸介于原子晶格与宏观体之间（介观尺度）的系统，传统的体材料理论已不再适用。本书引入了Landauer-Büttiker公式，并将其应用于分析量子点和纳米线中的电荷和自旋输运特性。我们将深入探讨量子相干性如何影响器件的效率，并展示如何通过几何结构设计来调控隧穿势垒。 三、 第二部分：精密结构的构建与表征 理论模型指导设计，而实验技术则是实现这些设计的关键。本部分专注于那些需要极致精度才能完成的制造与分析技术。 2.1 聚焦离子束（FIB）与原子层沉积（ALD）的协同： 介绍了如何利用FIB进行纳米尺度的精确刻蚀和材料沉积，并将其与ALD在原子级厚度控制方面的优势相结合。书中通过多个案例研究，展示了如何利用这种“自下而上”与“自上而下”相结合的策略，构建出具有完美界面和精确厚度的异质结结构。 2.2 电子束光刻（EBL）的极限挑战： 详细分析了在制造小于20纳米特征尺寸器件时，电子束光刻面临的散射、剂量控制和套刻精度等难题。我们不仅描述了如何选择合适的抗蚀剂体系，更深入探讨了计算全息照明（Coherent Illumination）技术在提高分辨率方面的最新进展。 2.3 高分辨率电子显微镜（HRTEM）的图像解析： 表征是验证结构的关键。本章侧重于如何利用球差校正透射电子显微镜（STEM/HRTEM）获取原子尺度的像差校正图像，并利用傅里叶变换和图像处理技术，精确识别晶格缺陷、界面错位和表面重构。书中提供了大量实测数据和解析步骤，帮助读者从原始图像中提取出有意义的物理信息。 四、 第三部分：跨尺度系统的功能化与集成 微观世界的部件只有被集成到特定的功能系统中，才能体现其价值。本部分将目光投向如何将纳米结构与更宏大的系统（如传感器、催化剂或信息存储单元）相结合。 3.1 表面化学与自组装： 探讨了如何通过精确控制表面能和分子间相互作用力，实现功能性分子的单分子层（SAMs）自发组装。书中详细对比了有机自组装与无机晶体生长在界面控制上的差异，并分析了如何利用这些自组装薄膜来调控器件的功函数或润湿性。 3.2 拓扑材料与低维电子学： 聚焦于石墨烯、拓扑绝缘体等新型材料的独特电子特性。我们分析了这些材料中电子拓扑保护的物理本质，以及如何利用微纳加工技术，提取出具有拓扑边缘态的导线或器件结构，探索其在低功耗电子学中的潜力。 3.3 热电转换与能量纳米捕获： 探讨了如何通过引入纳米尺度的声子散射中心（如晶界或空位），有效降低材料的热导率，同时保持其较高的电导率，从而提高热电材料的优值因子（ZT）。书中展示了如何利用精确的纳米结构设计，优化材料对环境热梯度能的捕获效率。 五、 结语：面向未来的工程挑战 《模拟现实：微观世界的精密构建与操控》的最终目标，是培养读者将基础物理知识与尖端工程实践相结合的能力。从理论预测到原子级制造，再到功能集成，我们展现了一个精密科学领域不断突破边界的动态图景。未来的挑战在于如何实现更大规模、更低成本的原子级精准制造，以及如何将这些独特的微观功能有效地转化为下一代能源、信息和生物医学技术的核心组件。本书为有志于此的科研人员和工程师，提供了坚实的理论基础和丰富的实战案例。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆