Thiophene in Materials Chemistry pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Barbarella, Giovanna

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:

价格:$ 96.05

装帧:

isbn号码:9789812834188

丛书系列:

图书标签:

• 噻吩
• 材料化学
• 有机化学
• 共轭体系
• 导电聚合物
• 有机电子学
• 材料科学
• 合成化学
• 功能材料
• 杂环化合物

《有机光电材料的理论与实践》 内容简介 本书深入探讨了有机光电材料领域的理论基础、合成策略、器件构建以及前沿应用。我们将从分子结构与电子性能的关系出发，解析有机半导体材料在光电转换过程中的作用机制，包括激子形成、能量转移、电荷分离与传输等关键环节。 第一部分：理论基础与分子设计 有机半导体材料的电子结构与光学性质： 详细介绍共轭体系的电子离域、HOMO-LUMO能级、带隙调控等概念，以及其如何影响材料的光吸收、光发射和载流子迁移率。我们将探讨不同π共轭骨架（如噻吩、苯、吡咯、富勒烯衍生物等）对材料性能的影响，并引入量子化学计算方法在预测和设计材料方面的作用。 载流子传输机制： 分析有机半导体中电荷载流子的传输模型，包括跃迁模型、极化子模型等，并讨论材料形貌、晶体结构、界面效应等因素对载流子迁移率的影响。 激子动力学： 深入研究有机材料中激子的产生、扩散、湮灭以及激子解离过程，这是理解有机光伏器件和有机发光器件效率的关键。我们将介绍不同的激子生成和猝灭机制，以及如何通过分子设计优化激子动力学。 第二部分：合成方法与材料表征 有机合成策略： 系统介绍构建高性能有机光电材料的常用合成方法，包括交叉偶联反应（如Suzuki、Stille、Heck偶联）、氧化还原反应、聚合反应等。我们将重点介绍如何通过官能团修饰、引入推拉电子基团、构建不同维度结构等策略来调控材料的电子和光学性能。 聚合物半导体的合成与结构控制： 重点阐述共轭聚合物的设计、合成及其在溶液加工中的挑战与机遇，包括聚合方法的选择、单体组成、分子量和序列控制等。 小分子半导体的设计与合成： 探讨小分子有机半导体在高性能器件中的应用，包括如何通过精确的分子设计实现优异的结晶性、高的载流子迁移率和良好的热稳定性。 材料表征技术： 详细介绍用于表征有机光电材料的各种技术，包括紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、核磁共振波谱（NMR）、质谱（MS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、循环伏安法（CV）、电化学石英晶体微天平（EQCM）、光致发光量子产率（PLQY）等，并解释这些技术如何提供关于材料结构、纯度、形貌和电子性质的信息。 第三部分：有机光电器件的构建与性能优化 有机光伏器件（OPVs）： 详细讲解OPVs的工作原理，包括吸光层、电子传输层、空穴传输层、电极等组成部分的功用。我们将重点讨论本体异质结（BHJ）结构的设计策略，以及如何优化界面、选择合适的给体/受体材料以提高功率转换效率（PCE）。 有机发光二极管（OLEDs）： 深入阐述OLEDs的发光机理，包括激子形成、电荷注入、传输与复合过程。我们将探讨不同发光机制（荧光、磷光、热激活延迟荧光TADF）的优缺点，以及如何通过材料选择和器件结构设计实现高效率、高色纯度和长寿命的OLEDs。 有机场效应晶体管（OFETs）： 介绍OFETs的工作原理，以及半导体层、栅介电层、电极等关键组成部分的作用。我们将探讨影响OFETs性能的因素，如载流子迁移率、开关比、阈值电压等，并介绍如何通过分子设计和薄膜制备技术优化器件性能。 其他有机光电器件： 简要介绍有机光电探测器、有机太阳能电池、有机激光器等新兴有机光电器件的原理和应用。 第四部分：前沿研究与未来展望 溶液加工技术： 讨论印刷电子、喷墨打印、旋涂等溶液加工技术在降低生产成本、实现大面积制备方面的优势，以及如何克服溶液加工带来的形貌控制和器件性能挑战。 生物相容性有机光电材料： 探讨用于生物传感、生物成像和生物电子学的生物相容性有机光电材料的设计原则和应用潜力。 可持续有机光电材料： 关注环境友好型材料的开发，包括使用可再生原料、开发易于回收的材料以及减少有毒溶剂的使用。 理论计算与机器学习在材料发现中的应用： 介绍如何利用密度泛函理论（DFT）、分子动力学（MD）等理论计算方法加速新材料的发现，以及机器学习在预测材料性能和优化器件设计中的作用。 本书旨在为有机化学、材料科学、物理学和工程学等领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面而深入的有机光电材料知识体系。通过理论分析与实验实践相结合，读者将能够更好地理解和掌握有机光电材料的设计、合成、表征和应用，从而推动该领域的创新与发展。

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对于一位需要快速掌握一个研究热点领域核心知识的学者来说，一本好的综述性专著必须具备清晰的逻辑结构和高度的概括能力。《Thiophene in Materials Chemistry》如果能成功地在厚厚的篇幅中保持这种平衡，那将是巨大的成功。我希望它能有一个从最基本的噻吩单体（如3-烷基噻吩）的电子结构、共轭效应，逐步过渡到更复杂的稠合噻吩体系（如苯并二噻吩 BDT）的设计策略。最关键的是，书中能否清晰地梳理出不同**设计范式**之间的演变关系？例如，从早期的HOMO/LUMO限制性设计，到如今基于晶体工程的分子堆积调控。我希望这本书不仅仅是罗列了各种实验结果，而是能提供一个连贯的**理论框架**，解释为什么某些噻吩衍生物在特定应用中表现卓越，而另一些则效果平平。如果能有专门的章节回顾过去十年间噻吩材料研究中的重大“范式转移”（Paradigm Shifts），并对未来五年的发展趋势做出审慎的预测，那这本书的学术价值将无可估量。

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从一个对**工业应用**更为关注的角度来看，这本书的价值评估标准会略有不同。我更看重的是其对材料稳定性和可加工性的讨论。噻吩基材料虽然在实验室中表现出色，但在实际的商业化过程中，热稳定性、光氧化稳定性以及在溶液加工（如旋涂、喷墨打印）过程中的形貌控制，往往是决定成败的关键因素。因此，我非常期待《Thiophene in Materials Chemistry》能够详细讨论如何通过引入特定的保护基团或构建杂化的噻吩共聚物体系，来克服这些挑战。例如，关于高分子量噻吩衍生物的聚合方法学（如直接芳基化聚合 DArP 与 Stille 偶联的优劣对比）是否进行了详尽的比较？书中对这些工艺路线的讨论，是否能指导我们在扩大生产规模时规避常见的副反应和纯化难题？如果书中能提供一些关于噻吩材料在柔性电子器件中的耐久性测试数据和失效分析，那对于我正在进行的可穿戴电子设备项目来说，将是极具参考价值的信息。

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这本书的书名暗示了其核心将围绕**多功能性**展开，而不仅仅是电子学应用。我希望能看到噻吩衍生物在**化学传感**和**生物成像**领域中的探索。噻吩的易修饰性和其固有的荧光特性，使其成为构建比率型化学传感器的理想平台。我关注书中是否探讨了如何通过引入特定的识别基团到噻吩骨架上，使其能够选择性地检测特定的离子或小分子，例如重金属离子或pH值的变化。此外，如果能深入探讨噻吩基低聚物或聚合物在近红外（NIR）区域的吸收和发射特性，并讨论如何利用其固有的高量子产率来进行体内生物成像，那就远远超出了传统材料化学的范畴，展现了其跨学科的价值。我对那些介绍如何利用噻吩单元构建光响应性或电活性智能材料的章节抱有极高的期望，这些内容往往能激发全新的研究思路。

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老实说，我对这种专注于单一化学结构在材料领域应用的专著总是持有一种又期待又谨慎的态度。期待的是其详尽的覆盖面和权威性，谨慎的是担心内容会过于偏向某一特定研究方向而忽略了更广阔的背景。对于《Thiophene in Materials Chemistry》这本书，我尤其希望它能对噻吩在**光电转换**方面的最新进展有所着墨。比如，在D-A型（给体-受体）聚合物太阳能电池中，噻吩单元是如何被用作刚性连接单元或电子给体核心的？书中是否会详细剖析共轭聚合物的主链扭曲角度与激子分离效率之间的关系？我非常看重那些关于**结构-性能关系**的深入论述，特别是如何通过改变噻吩环上的α位或β位的官能团化，来精确控制聚合物的带隙、溶解度和薄膜形貌。如果书中能提供一些关于先进表征技术（如X射线散射、时间分辨荧光光谱）在解析噻吩基材料固态行为方面的应用实例，那就太棒了。我需要这本书不仅仅告诉我“它能用”，更要解释“它为什么能用”以及“如何用得更好”。

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这本《Thiophene in Materials Chemistry》的书名听起来就非常专业，让人不禁对其中蕴含的深度知识感到好奇。作为一名对前沿材料科学抱有热忱的研究生，我一直致力于在有机半导体领域寻找突破点，而噻吩（Thiophene）作为构建功能性聚合物和分子的核心骨架，其重要性不言而喻。我期待这本书能够提供一个全面且深入的视角，不仅仅停留在基础的化学结构和合成方法上，更希望它能在高分子链设计、电荷传输机制、以及如何将这些分子集成到实际器件，比如有机太阳能电池（OSCs）或有机薄膜晶体管（OTFTs）中的具体应用上，给出独到的见解。我特别关注关于分子间堆积模式如何影响宏观电学性能的讨论，以及现代计算化学工具如何帮助预测和优化噻吩基材料的能级和稳定性。如果这本书能够将理论基础与最新的实验进展紧密结合，提供详尽的案例分析，那它无疑将成为我案头必备的工具书，帮助我跨越从实验室合成到实际器件性能优化的鸿沟。我希望它能深入探讨不同取代基如何精细调控噻吩环的电子特性，这是实现高性能有机电子器件的关键。

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