Molecular Electronics III pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:New York Academy of Sciences

作者:Reimers, Jeffrey R./ Picconatto, Carl A. (EDT)/ Ellenbogen, James C. (EDT)/ Shashidhar, Ranganathan

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:125

装帧:HRD

isbn号码:9781573314886

丛书系列:

图书标签:

• Molecular electronics
• Nanotechnology
• Organic electronics
• Single-molecule electronics
• Molecular devices
• Quantum transport
• Nanoscience
• Materials science
• Chemical physics
• Electronics

前沿材料科学：从原子尺度到宏观器件 本书聚焦于纳米尺度下新颖功能材料的设计、合成、表征及其在下一代电子和能源器件中的应用。 本书旨在为材料科学家、工程师以及高年级本科生和研究生提供一个深入、系统的视角，理解如何通过精确控制物质在原子和分子层面上的结构与性能，从而突破传统材料的性能瓶颈，实现革命性的技术飞跃。 第一部分：原子级精确合成与结构控制 本部分详尽探讨了当前最尖端的材料合成技术，特别是那些能够实现原子级精度控制的方法。 第一章：量子点与纳米晶体的精准可控生长。 深入分析了胶体化学法（如热注射法、微乳液法）在控制半导体纳米晶体（如钙钛矿量子点、III-V族材料）尺寸、形貌和表面钝化方面的最新进展。重点阐述了表面配体在调控生长动力学和最终光学、电学性能中的关键作用。内容涵盖了如何利用溶剂工程和温度梯度实现单分散性极高的量子点的批量制备，以及如何通过原位监测技术揭示晶核形成和长大过程中的关键中间态。 第二章：二维材料的层间耦合与异质结构构建。 详细介绍了机械剥离、化学气相沉积（CVD）和分子束外延（MBE）在制备高质量单层和少层二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物 TMDs、黑磷）方面的技术细节。本书对异质结的构建策略进行了深入讨论，包括范德华异质结的自组装原理、界面能垒的调控，以及如何利用这些结构实现新型光电器件的性能优化，例如，在异质界面处诱导的电荷分离和增强的激子动力学。 第三章：有机分子自组装与超分子结构。 探讨了利用非共价相互作用（如氢键、π-π堆叠、金属配位）在平面或三维空间中构建有序超分子阵列的方法。内容涉及如何设计具有特定识别位点或功能基团的有机分子，使其在受限环境中（如界面、模板表面）实现功能性的结构有序化。特别关注了这些自组装层在构建分子电子学原型器件或作为高性能传感器界面的潜力。 第二部分：先进表征技术与性能解析 本部分着重介绍用于解析纳米尺度物质结构和功能特性的先进表征手段，强调结构-性能的定量关联。 第四章：高分辨率电子显微学在缺陷工程中的应用。 细致阐述了透射电子显微镜（TEM）和扫描透射电子显微镜（STEM），特别是球差校正技术，如何用于成像和分析原子尺度的晶格畸变、界面缺陷和掺杂位点。内容包括同步辐射X射线衍射在确定晶体结构全局对称性和应力分布方面的应用，以及如何通过谱学成像（EELS、EDS）实现元素分布和化学态的纳米尺度映射。 第五章：瞬态光谱学揭示载流子动力学。 系统回顾了飞秒和皮秒时间分辨技术在追踪电子、空穴和激子在纳米材料中输运和弛豫过程中的应用。重点讨论了泵浦-探测技术如何量化载流子寿命、界面电荷转移速率以及声子散射机制。通过分析不同能量尺度下的光谱响应，读者将掌握如何辨识决定器件效率的关键限制步骤。 第六章：表面科学与界面电荷转移机制。 聚焦于电子显微镜技术和表面敏感光谱学（如X射线光电子能谱 XPS、近边吸收谱 NEXAFS）在研究材料表面化学和电子结构方面的能力。详细解析了电荷转移、界面极化和肖特基势垒形成过程的微观机制，这对于理解电极与活性材料之间的有效接触至关重要。 第三部分：功能器件集成与应用前沿 本部分将材料的微观特性与宏观器件性能联系起来，展望了基于新材料的下一代电子和能源技术。 第七章：新型光电器件的效率提升。 探讨了如何利用本征或界面工程来克服传统半导体器件中的俄歇复合、陷阱辅助复合等非辐射损耗问题。内容涵盖了叠层结构设计在拓宽光谱吸收范围和提高器件稳定性方面的潜力，以及如何通过应变工程来优化带隙和载流子传输速率。具体案例将包括高效、长寿命的固态照明光源和高灵敏度光探测器。 第八章：自旋电子学与量子信息载体。 介绍了如何设计具有强自旋轨道耦合或长自旋扩散长度的材料，以实现对电子自旋的有效操控。详细讨论了拓扑绝缘体、磁性TMDs等新材料在自旋电子器件中的应用前景，包括自旋霍尔效应的利用和磁化动力学的调控。 第九章：先进储能与催化材料的设计。 阐述了如何通过结构设计（如高孔隙率、高表面积）和界面修饰来优化离子传输通道和电子导电性，以开发高性能的电化学储能系统。内容包括固态电解质的设计原则、电极材料的体积变化缓解策略，以及在多相催化反应中利用纳米结构界面提高活性位点利用率的最新研究成果。 总结与展望： 本书最后一部分将综合前述内容，讨论当前研究面临的挑战，特别是规模化制备、长期稳定性以及从实验室原型到商业化产品之间的“巴斯德之谷”问题。强调跨学科合作在推动材料科学从基础研究向实际应用转化中的不可替代的作用。本书力求提供一个全面、深入的视角，激发读者对下一代功能材料领域的创新思考。

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