中外物理學精品書係·引進係列（10）：傳感器應用中的有機半導體（影印版） [Organic Semiconductors in Sensor Applications] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 貝爾納茨（D.A.Bernards），[美] 歐文斯（R.M.Owens），[美] 馬利亞拉斯（G.G.Malliaras） 編

圖書標籤:

• 傳感器
• 有機半導體
• 物理學
• 材料科學
• 電子學
• 應用物理
• 半導體器件
• 影印版
• 中外物理學精品書係
• 引進係列

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301216613

版次：1

商品編碼：11163534

包裝：平裝

叢書名： 中外物理學精品書係·引進係列：10

外文名稱：Organic Semiconductors in Sensor Applications

開本：16開

齣版時間：2012-12-01

用紙：膠版紙

頁數：287###

內容簡介

　　《中外物理學精品書係·引進係列（10）：傳感器應用中的有機半導體（影印版）》內容豐富，涵蓋麵廣，可讀性強，其中既有對我國傳統物理學發展的梳理和總結，也有對正在蓬勃發展的物理學前沿的全麵展示；既引進和介紹瞭世界物理學研究的發展動態，也麵嚮國際主流領域傳播中國物理的優秀專著。

內頁插圖

目錄

1 Water Soluble Poly（fluorene） Homopolymers and Copolymers for Chemical and Biological Sensors
1.1 Introduction
1.2 General Structures and Properties
1.2.1 Design, Synthesis, and Structural Properties
1.2.2 Optical Properties
1.3 Signal IYansduction Mechanisms in Sensors
1.4 Chemo- and Biosensor Applications
1.4.1 DNA Sensors
1.4.2 RNA Sensors
1.4.3 Protein Detection
1.4.4 Glucose Sensors
1.4.5 Detection of Other Small Molecules
1.5 Heterogeneous Platforms
1.6 Summary and Outlook
References

2 Polyelectrolyte-Based Fluorescent Sensors
2.1 Generallntroduction
2.1.1 Amplified Fluorescence Quenching
2.1.2 General Sensor Schemes： Bioassays Based on Quenchl Unquench
2.2 Enzyme Activity Assays
2.2.1 Assay Formats and Types
2.2.2 Proteolytic Enzyme Assays Using Conjugated Polyelectrolytes
2.2.3 Phospholipase Assays Using Conjugated Polyelectrolytes
2.2.4 Assays Based on "Frustrated Super-Quenching"
2.2.5Supramolecular Self-Assembly and Scaffold Disruption/Destruction Assays
2.2.6 Cyanines and Supra-Molecular Self-Assembly
2.2.7 Cyanine Chemistry
2.2.8 Glycosidases and Scaffold Disruption/Destruction Assay
2.3 Conjugated Polyelectrolyte Surface-Grafted Colloids
2.4 Summary and Conclusions.
References

3 Structurally Integrated Photolununescent Chemical and Biological Sensors： An Organic Light-Emitting Diode-Based Platform
3.1 Introduction
3.1.1 Photoluminescence-Based Sensors
3.1.2 Structurally Integrated OLED/Sensing Component Modules
3.1.3 Structural Integration of the OLED Array/Sensing Film
3.2 Single Analyte Monitoring
3.2.1 Gas-Phase and Dissolved Oxygen
3.2.2 Enhanced Photoluminescence of Oxygen-Sensing Films Through Doping with Titania Particles [70]
3.2.3 Glucose
3.2.4 Hydrazine （N2H4）
3.2.5 Anthrax Lethal Factor （LF） .
3.3 Advanced Sensor Arrays
3.3.1 OLED-Based Multiple Analyte Sensing Platform
3.3.2 Extended Structural Integration： OLED/Sensing ComponentlPhotodetector Integration
3.4 Future Directions.
3.4.llmproved OLEDs
3.4.2 Sensor Microarrays
3.4.3 Autonomous Field-Deployable Sensors for Biological Agents
3.5 Summary and Concluding Remarks
References

4 Lab-on-a-Chip Devices with Organic Semiconductor-Based Optical Detection
4.1.1 Microfluidics and Lab~on-a-Chip
4.1.2 Detection Problem at the Microscale
4.2 Fabrication
4.2.1 Microfiuidic Systems
……

5 Solid-State Chemosensitive Organic Devices for Vapor-Phase Detection
6 Detection of Chemical and Physical Parameters by Means of Organic Field-Effect lYansistors
7 Performance Requirements and Mechanistic Analysis of Organic Transistor_Based Phosphonate Gas Sensors
8 Electrochemical Transistors for Applications in Chemical and Biological Sensing
9 PEDOT：PSS-Based Electrochemical IYansistors for Ion-to-Electron rlyansduction and Sensor Signal Amplification
Index

前言/序言

智器的脈搏：傳感器技術革新與有機半導體材料的未來圖景 在日新月異的科技浪潮中，傳感器作為感知世界、洞察萬象的“眼睛”與“觸角”，其重要性日益凸顯。從智能傢居的細微環境監測，到工業生産的精準控製，再到醫療診斷的微觀分析，傳感器無處不在，驅動著現代社會的智能化進程。而在這場技術革新的背後，一種輕盈、柔韌且性能卓越的材料正嶄露頭角，悄然改變著傳感器的設計與應用邊界——那便是有機半導體材料。 本書並非直接闡述“中外物理學精品書係·引進係列（10）：傳感器應用中的有機半導體（影印版）”的具體內容，而是意在拓展並深入探討有機半導體在傳感器技術領域的廣闊前景、關鍵技術突破及其對未來社會産生的深遠影響。我們將從傳感器技術的基本原理齣發，逐層剝離其核心需求，然後聚焦於有機半導體材料所能提供的獨特優勢，最終描繪齣它們如何在下一代智能感知係統中扮演至關重要的角色。 傳感器：連接物理世界與數字世界的橋梁 傳感器，顧名思義，是一種能夠感知特定物理量（如溫度、壓力、光、濕度、化學成分等），並將其轉化為電信號或其他可用信息輸齣的設備。其核心在於“轉換”，即能量或信息的轉化過程。一個理想的傳感器應具備高靈敏度、高選擇性、快速響應、良好的穩定性和長期可靠性。 傳統傳感器廣泛采用無機材料，如矽、鍺、金屬氧化物等。這些材料在許多應用中錶現齣色，但也存在一些固有的局限性。例如，許多無機傳感器加工成本高昂，需要高溫、高真空環境；其剛性結構限製瞭在柔性、可穿戴設備中的應用；某些對特定化學物質的傳感靈敏度不足，且在批量生産上麵臨挑戰。 有機半導體：材料科學的創新力量 與傳統的無機半導體不同，有機半導體是由具有共軛π電子體係的小分子或高分子構成。它們具有以下一係列獨特的優勢，使其在傳感器領域展現齣巨大的潛力： 工藝簡單，成本低廉： 有機半導體材料可以通過溶液法（如鏇塗、噴墨打印、捲對捲印刷等）進行加工，這大大降低瞭生産成本，並使得大麵積、低成本的傳感器陣列成為可能。 柔性與可拉伸性： 其分子結構的柔韌性使得有機半導體薄膜可以彎麯、摺疊甚至拉伸，為可穿戴電子産品、柔性顯示屏、健康監測貼片等應用打開瞭新的大門。 可調控的電子與光學性能： 通過化學結構的設計與閤成，可以精確調控有機半導體的能帶結構、載流子遷移率、吸收與發射光譜等，從而實現針對特定傳感需求的定製化性能。 生物相容性： 許多有機半導體材料具有良好的生物相容性，這為生物醫學傳感，如葡萄糖監測、DNA檢測、藥物遞送等提供瞭基礎。 環境友好： 相較於一些有毒的重金屬，有機半導體材料通常更為環保，符閤可持續發展的理念。 有機半導體在傳感器應用中的多維度探索 基於上述優勢，有機半導體材料正在深刻地重塑著各種類型的傳感器技術： 1. 有機光電探測器與圖像傳感器： 有機半導體材料的光吸收特性使其成為製造高效光電探測器的理想選擇。通過優化材料的能帶結構和器件的堆疊方式，可以實現對可見光、近紅外光乃至紫外光的靈敏響應。這使得在低成本、大麵積的圖像傳感器、背光模組、光通信接收端等方麵具有廣泛應用前景。例如，柔性有機光電探測器陣列可以集成到麯麵屏幕、服裝或醫療設備上，實現更靈活的光信號采集。 2. 有機化學傳感器與氣體傳感器： 有機半導體的分子結構使其易於與特定氣體或化學物質發生相互作用，從而引起其電學或光學性質的變化。這種相互作用可以錶現為載流子濃度的改變（導電性變化）、能級躍遷的改變（熒光或吸收光譜變化）等。通過設計具有特定識彆位點的有機分子，可以實現對氨氣、氮氧化物、揮發性有機化閤物（VOCs）、甚至特定生物標誌物的高選擇性、高靈敏度檢測。這對於環境監測、食品安全檢測、工業過程控製以及醫療診斷都具有重要意義。 3. 有機生物傳感器： 有機半導體材料的生物相容性和易於功能化的特性，使其成為構建新型生物傳感器的理想平颱。例如，通過將特定的生物識彆分子（如抗體、酶、DNA探針）固定在有機半導體錶麵，可以構建能夠特異性識彆並響應目標生物分子的傳感器。這類傳感器可用於血糖監測、疾病診斷、藥物篩選、環境微生物檢測等。其柔性化設計也使得可穿戴式生物傳感器成為可能，實現連續、無創的健康監測。 4. 有機溫度傳感器與壓力傳感器： 有機半導體材料的電學性能往往對溫度和壓力非常敏感。通過精確控製材料的分子結構和薄膜形貌，可以設計齣具有高靈敏度和快速響應的有機溫度傳感器和壓力傳感器。這些傳感器可以集成到柔性電子設備中，用於監測人體體溫、監測結構應力、或作為新型觸覺反饋係統的一部分。 5. 有機電化學傳感器： 有機半導體在電化學領域也發揮著重要作用。其良好的導電性和易於錶麵修飾的特性，使其成為構築高效電極材料的優選。在電化學傳感器中，有機半導體可以作為催化劑載體，或直接參與氧化還原反應，從而實現對各種離子、分子信號的檢測。例如，在燃料電池、電池監測、以及電化學免疫分析等領域，有機半導體都展現齣巨大的潛力。 未來展望：智能時代的新一代感知體係 有機半導體材料憑藉其獨特的優勢，正以前所未有的速度推動著傳感器技術的邊界拓展。未來的傳感器係統將不再是冰冷、僵硬的矽基器件，而將是輕盈、柔韌、可穿戴、甚至可降解的智能感知網絡。 萬物互聯的感知觸角： 隨著物聯網（IoT）的飛速發展，海量設備的連接與交互需要海量的傳感器。有機半導體的低成本、大麵積打印能力將使得傳感器部署的經濟性大大提高，從而構建起更密集、更全麵的感知網絡。 無創、連續的健康監測： 柔性、可穿戴的有機生物傳感器將徹底改變醫療健康領域。從腕帶式血糖監測，到皮膚貼片式心電圖記錄，再到可植入的體內傳感器，它們將實現對個體健康數據的實時、無創、連續的監測，為疾病的早期預警和個性化治療提供強有力的支持。 智能環境的精細感知： 在智慧城市、智能傢居領域，有機化學傳感器將成為環境質量監測的關鍵。它們可以實時監測空氣汙染物、水質、土壤健康狀況，並對環境變化做齣快速響應，構建更安全、更健康的生活與工作環境。 人機交互的革新： 柔性有機傳感器能夠感知形變、壓力，甚至生物電信號，這將為新一代人機交互界麵提供可能。例如，能夠感知用戶手勢的柔性鍵盤、能夠理解用戶情緒的智能服裝，都將因有機傳感器的發展而成為現實。 然而，有機半導體在傳感器領域的應用仍麵臨挑戰，例如其長期穩定性、載流子遷移率與無機半導體的差距、以及大規模生産的標準化等問題。但隨著材料科學、器件物理、以及製造工藝的不斷進步，這些挑戰正在逐步被剋服。 總而言之，有機半導體材料為傳感器技術注入瞭新的活力，預示著一個更加智能、更加互聯的未來。它們不僅僅是材料的革新，更是感知方式的革命，將深刻影響我們與物理世界互動的方式，並最終塑造一個更加美好的智能化社會。深入理解有機半導體在傳感器領域的最新進展與未來趨勢，對於把握科技發展脈搏、引領創新方嚮具有至關重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

最近終於拿到瞭這本《傳感器應用中的有機半導體（影印版）》，雖然隻是匆匆翻閱，但第一印象是相當的“厚重”。從它的書名就能看齣，這是一本專注於特定領域的專業書籍，對於我這種初涉有機半導體應用領域的讀者來說，確實是一個挑戰。拿到手沉甸甸的，裏麵的內容一定是乾貨滿滿。我特彆期待它能在有機半導體材料的特性、不同類型傳感器的工作原理以及它們在實際應用中的案例分析方麵，提供深入的講解。書的排版是影印版，雖然少瞭些現代排版的舒適感，但那種原汁原味的研究氣息反而更加濃厚，仿佛能感受到作者當年嚴謹的治學態度。我希望這本書能夠循序漸進地介紹概念，從基礎的分子結構和能級理論講起，然後逐步過渡到器件的製備、錶徵以及性能優化。尤其是在傳感器這一具體應用場景下，它如何將有機半導體的獨特優勢——比如柔韌性、低成本製備、可溶液加工等——發揮到極緻，這纔是吸引我的地方。我想瞭解的不僅僅是理論，更是這些理論如何指導實際的傳感器設計和製造。這本書能否解答我關於有機半導體在環境監測、生物傳感、可穿戴設備等領域應用的睏惑，這一點我非常關注。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書的時候，我最直觀的感受就是它的“專業性”。書頁泛黃，字跡印刷清晰，一看就是一本經過時間沉澱的書籍。我對有機半導體在傳感器領域的應用一直很感興趣，特彆是它們在柔性電子、物聯網設備等方麵的潛力。我希望這本書能夠提供一個係統性的框架，讓我能夠理解有機半導體材料本身的一些基本性質，比如它們的光電特性、載流子遷移率、以及如何通過化學結構的設計來調控這些性質。更重要的是，我迫切想知道這些材料是如何被轉化為實際的傳感器器件的，比如在製備工藝上有什麼特彆之處，以及在器件的性能錶徵上需要關注哪些關鍵參數。書中會不會詳細介紹不同種類的有機半導體傳感器，例如有機光電探測器、有機薄膜晶體管（OTFT）作為傳感器的應用、以及有機氣體傳感器等，並且對這些傳感器的靈敏度、選擇性、響應時間和穩定性等關鍵指標進行深入的討論？如果書中能提供一些實際的案例分析，結閤具體的應用場景，那就更好瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是其內容的高度專業性和理論深度。從書名“傳感器應用中的有機半導體”就可以預見，它將聚焦於有機半導體材料在各類傳感器器件中的具體實現和應用。我特彆關注書中是否能夠係統地介紹有機半導體材料的分子結構、能級排列、載流子輸運機製以及它們與環境因素（如光、氣體、生物分子等）的相互作用。我期望書中能夠詳細解析有機半導體傳感器的工作原理，例如如何通過有機半導體的電學、光學或化學性質的變化來響應和檢測外界信號。書中對於“傳感器應用”的闡述，我希望能夠包含不同類型的有機半導體傳感器，例如有機光電導傳感器、有機場效應晶體管（OFET）式傳感器、有機化學傳感器以及有機生物傳感器等。此外，我更希望看到書中對這些傳感器的性能評價指標，如靈敏度、選擇性、響應時間、穩定性以及功耗等，進行深入的分析和討論，並提供一些實際的工程設計考量和案例研究。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感覺是，它似乎是一份詳盡的研究報告的集閤，充滿瞭嚴謹的學術論調。我一直在思考有機半導體材料的獨特性如何體現在傳感器設計中，比如它們的可溶液加工性、低成本的製造方式以及在柔性基底上的應用潛力。我非常希望這本書能夠深入探討這些方麵，並提供具體的理論支持和實驗證據。我希望書中能夠詳細介紹不同類型的有機半導體材料，比如小分子有機半導體和聚閤物有機半導體，它們在傳感器應用中各自的優勢和局限性。更重要的是，我期待書中能夠對有機半導體傳感器的工作原理進行細緻的闡述，例如電荷産生、傳輸、收集以及與待測物的相互作用過程。對於“應用”這一主題，我非常想瞭解書中是否涵蓋瞭有機半導體在各種傳感器領域的實例，比如用於環境監測的有機氣體傳感器、用於醫療診斷的生物傳感器，或者是用於智能包裝的壓力傳感器等等。如果能有關於器件的性能優化和穩定性方麵的討論，那就更令人欣喜瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它像一位經驗豐富的老師，用一種非常紮實、不迴避細節的方式來傳授知識。打開封麵，撲麵而來的就是密密麻麻的公式和圖錶，這讓我知道，它絕非一本淺嘗輒止的書籍。我很想瞭解書中是如何詳細解析有機半導體材料的能帶結構、電荷傳輸機製以及它們如何與外部信號相互作用，從而實現傳感功能的。例如，書中會不會深入探討有機半導體的激子動力學、界麵效應以及摻雜對器件性能的影響？對於“傳感器應用”這一具體方嚮，我期望看到書中能夠詳盡地剖析不同類型的有機半導體傳感器，比如光電傳感器、氣敏傳感器、生物傳感器等，並分析它們各自的優勢、劣勢以及適用的具體場景。我特彆希望書中能夠提供一些具體的器件結構設計示例，以及在實際應用中遇到的挑戰和解決方案。此外，作為一本引進版，它所包含的研究成果是否具有前沿性和代錶性，能否讓我窺見該領域最新的研究動態和技術趨勢，這也是我非常期待的。