Physics, Chemistry and Application of Nanostructures 2007 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Borisenko, Victor E. (EDT)/ Gurin, V. S. (EDT)/ Gaponenko, S. V. (EDT)

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:

价格:1929.20元

装帧:HRD

isbn号码:9789812705990

丛书系列:

图书标签:

• 纳米结构
• 物理
• 化学
• 应用
• 材料科学
• 纳米技术
• 2007
• 科学
• 工程
• 技术

好的，这是一本关于纳米结构物理、化学与应用的图书的简介，内容涵盖了当前该领域的前沿研究方向和关键技术，但不包含您提到的特定书籍的内容。 --- 纳米科学与工程：从基础理论到前沿应用 图书名称： 纳米科学与工程：从基础理论到前沿应用 (Nanoscale Science and Engineering: From Fundamental Theories to Advanced Applications) 本书简介： 本专著深入探讨了纳米科学与工程领域的跨学科前沿，旨在为研究人员、工程师和高年级学生提供一个全面、深入且与时俱进的知识框架。本书的结构设计旨在首先夯实读者对物质在纳米尺度下奇异物理、化学和材料学特性的理解，随后系统地阐述当前最活跃的研究方向和具有颠覆性潜力的工程应用。 第一部分：纳米尺度下的物理与化学基础 (Fundamentals of Physics and Chemistry at the Nanoscale) 本部分着重于解释为什么材料在尺寸进入纳米范围后会展现出与宏观尺度截然不同的性质。我们将详细分析量子尺寸效应、表面效应、以及介观现象对材料性能的决定性影响。 第1章：量子限域效应与电子结构 本章从固体物理学的角度出发，详细阐述了量子点（Quantum Dots, QDs）和纳米线（Nanowires）中电子能带结构的重整化。我们将利用有效质量近似和更精确的薛定谔方程模型，探讨尺寸量子化如何导致能级离散化，并解释其在光电转换器件中的应用基础。特别地，本章将对比无机半导体纳米晶体与碳基纳米材料（如石墨烯和碳纳米管）的电子特性差异，并讨论表面重构和缺陷对局域态密度的影响。 第2章：纳米尺度热力学与表面能 在纳米尺度，表面原子与体相原子的比例急剧增加，使得表面能和界面能成为决定材料稳定性和反应性的主导因素。本章系统回顾了开尔文方程（Kelvin Equation）在预测纳米粒子溶解度中的应用，并探讨了表面弛豫、重构现象。通过分子动力学模拟（MD）的视角，我们剖析了在不同温度和压力条件下，纳米结构的热稳定性边界，以及相变温度的尺寸依赖性。 第3章：纳米流体力学与输运现象 本章聚焦于在微小尺度下流体行为的改变。我们将讨论克努德森数（Knudsen Number）对气体输运的影响，重点分析了纳米通道内的滑移流和扩散主导的输运机制。在液体方面，本章深入探讨了电润湿、毛细管力在微流控芯片中的作用，并介绍了纳米尺度下的热导率和声子散射机制，为设计高效的纳米热管理系统奠定理论基础。 第二部分：先进纳米材料的合成与表征 (Synthesis and Characterization of Advanced Nanomaterials) 本部分关注如何精确控制纳米材料的形貌、尺寸、晶体结构和表面化学，以及实现这些目标的现代技术手段。 第4章：自下而上与自上而下的合成策略 我们全面评估了主流的纳米材料制备方法。在“自下而上”方面，重点解析了湿化学法（如溶胶-凝胶法、种子介导生长法）在控制单分散性方面的优势与挑战，并详细介绍原子层沉积（ALD）和化学气相沉积（CVD）在制备高纯度薄膜和复杂结构中的精确控制机制。在“自上而下”方面，本书讨论了光刻技术、电子束刻蚀（EBL）的极限，并介绍了新兴的纳米压印技术（NIL）在批量化生产中的潜力。 第5章：高分辨率谱学与显微成像技术 精确的结构表征是纳米科学发展的基石。本章详尽介绍了透射电子显微镜（TEM）在原子级分辨率成像中的最新进展，包括球差校正技术。同时，我们深入剖析了各种先进谱学技术——例如拉曼光谱（Raman Spectroscopy）、X射线光电子能谱（XPS）和二次离子质谱（SIMS）——如何提供关于纳米材料表面化学、电子态和缺陷的独特信息。此外，本章还涵盖了原子力显微镜（AFM）在力学和电学成像方面的最新应用。 第6章：新型二维材料与拓扑结构 本章专门讨论了后石墨烯时代的材料探索。除了详细回顾石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）的合成与电子特性外，本书将重点介绍拓扑绝缘体和狄拉克/外尔半金属等前沿材料。我们探讨了如何通过表面工程和异质结构建来调控这些材料的拓扑性质，以及它们在低功耗电子学中的潜在应用。 第三部分：纳米结构的前沿工程应用 (Frontier Engineering Applications of Nanostructures) 本部分将理论和材料知识转化为实际技术解决方案，覆盖能源、电子、生物医学和环境科学等关键领域。 第7章：纳米光电器件与能量转换 本章聚焦于纳米结构在光伏、发光和光催化领域的应用。我们分析了钙钛矿量子点和金属-绝缘体-半导体（MIS）结构在提高太阳能电池效率方面的作用。在照明方面，本书详细探讨了利用InGaN纳米结构和量子点发光二极管（QLEDs）实现高色域和高效率背光的技术路径。此外，本章还讨论了纳米催化剂在可见光驱动的水分解和二氧化碳还原中的最新进展。 第8章：纳米电子学与自旋电子学 本章探讨了如何利用纳米结构超越传统CMOS技术的物理极限。内容包括场效应晶体管（FETs）的尺寸缩放问题，以及对新型二维材料晶体管的性能评估。在自旋电子学方面，本书详细阐述了利用磁性隧道结（MTJs）和自旋霍尔效应构建的自旋轨道矩（SOT）磁随机存取存储器（MRAM），并分析了其在非易失性存储和逻辑计算中的优势。 第9章：生物医学纳米技术与靶向递送系统 本部分强调了纳米材料与生命系统的接口。我们深入研究了功能化磁性纳米粒子、金纳米棒在生物成像和光热治疗（PTT）中的机理。本章的核心内容是基于高分子和脂质体的纳米载体设计，如何实现药物的主动靶向和控释。此外，本书还探讨了纳米生物传感器（如基于石墨烯和CNT的生物传感器）在快速、灵敏的早期疾病诊断中的最新突破。 第10章：环境修复与可持续纳米技术 本章关注纳米技术在应对全球环境挑战中的角色。我们将详细分析高比表面积的金属氧化物纳米颗粒和碳纳米管在吸附重金属离子和有机污染物中的效率和再生能力。本章还涵盖了纳米过滤膜在海水淡化和废水处理中的应用，以及新兴的纳米催化剂在空气净化和硝化过程中的绿色化学应用前景。 --- 总结： 《纳米科学与工程：从基础理论到前沿应用》提供了一个结构化、深入且面向未来的学习路径。它不仅要求读者理解纳米尺度的基本物理和化学规律，更强调如何将这些基础知识转化为解决能源、环境和健康领域重大挑战的实际工程工具。本书是相关领域学者和实践者不可或缺的参考资料。

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