新型功能分子器件設計及性原理研究 9787568231787 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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萬海青 著

圖書標籤:

• 功能分子器件
• 分子器件
• 材料科學
• 納米技術
• 物理化學
• 器件設計
• 理論研究
• 新型材料
• 電子學
• 化學物理

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齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568231787

商品編碼：29625075136

包裝：平裝

齣版時間：2016-10-01

基本信息

書名:新型功能分子器件設計及性原理研究

定價：42.00元

售價：30.7元,便宜11.3元,摺扣73

作者:萬海青

齣版社：北京理工大學齣版社

齣版日期：2016-10-01

ISBN：9787568231787

字數：

頁碼：135

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

內容提要

本書用基於密度泛函理論和非平衡格林函數的**性原理計算方法，較係統地研究瞭石墨烯、氮化硼及其準一維納米條帶和有機分子及碳鏈組成的分子器件體係的電子結構與輸運性質。從體係的能帶結構、態密度、分子能譜及透射譜等齣發，對體係的輸運特性加以解釋。在這些研究的基礎上，提齣調控功能分子器件電子輸運性質的手段和方法，為發展基於納米電子學的功能分子器件設計提供物理基礎。

目錄

章 緒論
1.1 引言
1.2 分子電子學與納米器件的發展
1.2.1 分子電子學的發展
1.2.2 納米器件的發展
1.3 分子器件的理論和試驗方法
1.3.1 理論方法
1.3.2 實驗方法
1.4 新型功能分子器件電極材料
1.4.1 富勒烯、碳納米管和石墨烯納米條帶
1.4.2 碳單原子鏈的製備、結構與特性
1.4.3 硼氮納米條帶
1.5 幾種典型的分子器件效應
1.5.1 分子開關效應
1.5.2 分子整流效應
1.5.3 負微分電阻效應
1.5.4 自鏇過濾效應
1.6 本書的主要研究內容、方法和意義
第2章 理論計算與研究方法
2.1 性原理計算方法簡介
2.1.1 波恩一奧本海默絕熱近似
2.1.2 Hartree.Fock方法
2.1.3 密度泛函理論
2.2 格林函數方法
2.2.1 平衡格林函數
2.2.2 非平衡格林函數
2.2.3 分子器件中的電流計算
2.3 相關計算程序簡介
第3章 苯分子器件開關、雙自鏇過濾和負微分電阻效應
3.1 引言
3.2 模型與方法
3.3 結果與討論
3.3.1 苯環一電極不同取嚮自鏇相關伏安特性
3.3.2 不同偏壓下自鏇輸運譜與局域態密度
3.3.3 零偏壓下苯環一電極不同取嚮的自鏇輸運譜
3.4 本章小結
第4章 含側基團OPE分子器件雙電導、負微分電阻和整流效應
4.1 引言
4.2 模型與方法
4.3 結果與討論
4.3.1 ZGNR-OPE-C7-ZGNR分子器件伏安特性
4.3.2 零偏壓ZGNR-OPE-C7-ZGNR輸運譜與分子軌道
4.3.3 有限偏壓ZGNR-OPE-C2-7.ZGNR輸運譜與分子軌道
4.4 本章小結
第5章 Z形硼氮納米條帶自鏇過濾和整流效應
5.1 引言
5.2 模型與方法
5.3 結果與討論
5.3.1 不同邊緣鈍化自鏇的相關伏安特性
5.3.2 零偏壓輸運譜與投影態密度圖
5.3.3 有限偏壓輸運譜與分子軌道
5.4 本章小結
第6章 總結和展望
6.1 本書總結
6.2 本書主要創新點
6.3 後續工作展望
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《材料科學前沿：探索微納尺度物質的奧秘》 內容簡介： 本書是一部關於材料科學領域尖端研究進展的深度探索，旨在為讀者呈現材料科學在微納尺度下展現齣的令人驚嘆的性能以及其背後深刻的物理和化學原理。本書並非聚焦於單一技術或材料的開發，而是從更宏觀的視角齣發，梳理和剖析當前材料科學研究中湧現齣的若乾關鍵方嚮，並深入探討這些方嚮所依賴的科學基礎和潛在的應用前景。 第一部分：微納結構調控與性能關聯 在微觀世界裏，物質的結構與性能之間存在著極其密切的聯係。本書的第一部分將重點關注如何通過精確控製材料的形貌、尺寸和組分，從而賦予材料全新的功能。我們將從晶體結構設計齣發，介紹如何通過原子尺度的精準排列，設計齣具有特定電子、光學或磁學特性的新型晶體材料。例如，通過引入晶格缺陷、摻雜不同元素，或者利用超晶格結構，可以有效地調控材料的能帶結構，進而影響其導電性、發光效率以及催化活性。 接著，本書將深入探討納米材料的構築與特性。納米尺度下的材料往往錶現齣與宏觀材料截然不同的量子尺寸效應和錶麵效應。我們將詳細闡述不同類型的納米材料，如量子點、納米綫、納米片、納米多孔材料等的製備技術，例如化學氣相沉積（CVD）、溶膠-凝膠法、模闆法等。同時，我們將聚焦於這些納米材料在光學領域的應用，包括高靈敏度熒光探針、高效光催化劑、新型顯示材料以及用於能量轉換的光電器件。例如，量子點因其獨特的尺寸可調發光特性，在生物成像、LED照明和太陽能電池等領域展現齣巨大的潛力。納米綫的巨大長徑比和獨特的電子輸運特性，使其成為構建高性能電子器件和傳感器的理想選擇。 此外，本部分還將討論二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物等）的奇特性質與應用。這些原子層厚的材料具有獨特的電子、機械和熱學性能，為突破傳統材料的限製提供瞭新的途徑。我們將探討二維材料的製備方法，如機械剝離法、化學剝離法和液相外延法，並深入分析其在電子學、能源存儲、催化以及柔性電子器件等方麵的應用前景。例如，石墨烯的高導電性和高遷移率使其成為下一代晶體管的理想候選材料；而過渡金屬硫化物則在電池電極材料和催化劑方麵展現齣顯著優勢。 第二部分：功能材料的設計原理與前沿探索 本部分的重點在於深入解析功能材料的設計思路和背後的科學原理，並介紹當前材料科學領域的一些前沿探索方嚮。 2.1 智能材料與響應性體係： 我們將介紹響應性材料的設計理念，即材料能夠根據外部環境的變化（如溫度、光照、電場、磁場、pH值等）改變其物理或化學性質。例如，形狀記憶閤金和液晶材料在溫度變化下的相變行為；光響應性聚閤物在光照下的形變或顔色變化；磁響應性納米粒子在磁場下的聚集或分散。我們將探討這些材料的設計原理，如利用特定分子結構或相變來實現響應，並討論它們在傳感器、執行器、藥物遞送係統以及自修復材料等方麵的應用。 2.2 生物啓發的材料設計與仿生學： 自然界中存在著大量具有精巧結構和優異功能的生物材料，如蜘蛛絲的強度、蓮葉的自清潔能力、珍珠母的韌性等。本節將重點關注生物啓發的材料設計，即從生物體係中獲取靈感，通過模擬生物結構和功能來設計和製備新型人工材料。我們將探討如何模仿生物分子的自組裝過程來構建復雜的功能材料，以及如何利用仿生學原理來開發具有超疏水、抗菌、高強度、低摩擦等特性的材料。例如，仿生超疏水錶麵在防汙、抗結冰等領域具有廣泛的應用前景；而模仿生物礦化過程則有助於製備高性能的復閤材料。 2.3 能量轉換與存儲材料： 隨著全球對可持續能源的需求日益增長，新型能量轉換與存儲材料的研究變得尤為重要。本節將聚焦於光伏材料，介紹有機太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池等新型光伏器件的工作原理和材料設計。我們將深入分析影響光伏轉換效率的因素，如光吸收、載流子分離與傳輸、以及電極材料的選擇等。同時，我們將探討高性能儲能材料，包括新型鋰離子電池電極材料、超級電容器材料以及氫能存儲材料。我們將討論這些材料的結構設計、電化學性能以及麵臨的挑戰。 2.4 催化材料與環境修復： 催化材料在化學反應、環境保護和能源生産等方麵扮演著至關重要的角色。本節將詳細介紹多相催化、均相催化以及光催化等不同類型的催化體係。我們將深入研究催化劑的活性位點、錶麵結構、電子性質與催化性能之間的關係。同時，我們將重點關注環境修復材料，如用於水汙染治理的吸附材料、降解材料以及用於空氣淨化的催化劑。我們將探討如何設計和製備高效、環保的催化材料，以應對日益嚴峻的環境挑戰。 第三部分：研究方法與未來展望 本書的最後部分將簡要介紹當前材料科學研究中常用的先進錶徵技術和計算模擬方法。我們將提及透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射綫衍射（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）等用於精確探測材料微觀結構的手段；以及第一性原理計算、分子動力學模擬等用於理解材料性質和預測新材料的計算工具。 最後，我們將對材料科學的未來發展趨勢進行展望，包括多功能集成材料、智能化材料體係、以及材料科學與生命科學、信息科學的交叉融閤等。本書旨在激發讀者對材料科學領域的興趣，為相關領域的研究者和學生提供有益的參考，並為推動材料科學的創新發展貢獻力量。 本書內容嚴謹，理論與實踐相結閤，力求展現材料科學作為一門交叉學科的魅力。通過對微納尺度下物質奧秘的深入探索，本書將幫助讀者更好地理解材料世界的廣闊前景和無限可能。

評分☆☆☆☆☆

一本讓人驚艷的學術專著，即便對於非專業人士來說，也能感受到其中蘊含的深邃智慧和創新火花。作者在“新型功能分子器件設計及性原理研究”這一前沿領域，展現齣瞭非凡的洞察力與紮實的理論功底。從開篇就以宏大的視角，勾勒齣分子尺度器件的廣闊應用前景，從微電子到生物醫學，似乎無所不能，令人對未來的科技發展充滿無限遐想。書中對“性原理”的探討，並非流於錶麵，而是深入到分子結構與功能之間的微妙聯係，通過精妙的理論推導和嚴謹的實驗佐證，揭示瞭分子器件之所以能夠實現特定功能的內在機製。 尤其是關於材料選擇和結構調控的部分，作者的論述條理清晰，邏輯性極強。讀者可以跟隨作者的思路，一步步理解為何某種特定的分子結構能夠賦予器件獨特的電學、光學或磁學特性，以及如何通過精細的化學閤成和物理製備手段來“量身定製”這些分子器件。書中引用的案例和數據，雖然晦澀難懂，但字裏行間透露齣的嚴謹態度和對細節的關注，都足以讓人信服。這不僅僅是一本書，更像是一扇窗，讓我們得以窺見物質世界在分子層麵所蘊藏的無限可能性。即使隻是泛泛閱讀，也能被作者對科學探索的熱情和嚴謹精神所深深感染。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑為“新型功能分子器件設計及性原理研究”領域的研究人員提供瞭一份寶貴的學術財富。作者在書中展現齣的深厚學養和創新精神，令人肅然起敬。從“分子器件”的設計齣發，深入剖析其“性原理”，這是一種極具係統性和前瞻性的研究範式。書中不僅僅停留在對已知器件的描述，而是著重於對未來可能齣現的、具有更優異性能的分子器件的設計思路和實現途徑的探索。 我特彆被書中對於“性原理”的闡釋所打動。作者並非簡單羅列現象，而是層層遞進，從量子力學到熱力學，再到材料本身的微觀結構，全方位地解讀瞭分子器件工作的根本原因。這種深度的探究，使得讀者能夠真正理解“為何如此”而非僅僅“為何”。在設計方麵，書中提供瞭一些創新的思路和方法，這些方法論本身就極具價值，能夠激發讀者的靈感，促進他們在自己的研究中進行突破。這本書的價值，在於它不僅提供瞭知識，更重要的是培養瞭讀者的科學思維和創新能力。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，《新型功能分子器件設計及性原理研究》是一本極具挑戰性但又充滿迴報的學術著作。它並非一本輕鬆的讀物，需要讀者投入相當的精力和專注力去消化其中的復雜概念和理論。然而，一旦你願意深入其中，你將收獲巨大的知識財富。作者在“功能分子器件”這個領域，所展現齣的前瞻性和原創性，令人印象深刻。書中對“性原理”的探索，觸及到瞭材料科學、量子化學、固態物理等多個學科的交叉地帶，充分體現瞭多學科融閤的魅力。 我尤其欣賞書中對於“設計”環節的細緻描繪。它不僅僅是理論上的推演，更包含瞭對實際製備過程中可能遇到的睏難和挑戰的考量。作者通過大量的圖錶和公式，將復雜的分子結構和相互作用過程可視化，極大地幫助瞭讀者理解。而對“性原理”的深入剖析，則讓讀者能夠理解為何這些設計是有效的，以及如何通過微調分子結構來優化器件性能。這本書的價值在於，它不僅提供瞭“做什麼”的答案，更重要的是教會讀者“怎麼想”和“怎麼做”。

評分☆☆☆☆☆

第一次翻閱《新型功能分子器件設計及性原理研究》，就被其嚴謹的學術風格和深刻的專業洞見所吸引。這本書深入探討瞭“功能分子器件”的設計理念及其背後的“性原理”。作者在開篇就為我們描繪瞭一個充滿潛力的微觀世界，在這個世界裏，分子不再是簡單的化學實體，而是可以被設計和操控，用以構建具有特定功能的器件。這不僅僅是理論上的構建，更是對未來科技發展方嚮的深刻預判。 書中關於“性原理”的論述，堪稱精髓。它不僅僅是描述瞭器件的功能，更深入到分子層麵的相互作用和能量轉換機製。作者通過大量的理論推導和實驗數據，解釋瞭為何某些特定的分子組閤能夠産生奇特的電學、光學或磁學效應。這些原理的闡述，為理解和設計更先進的分子器件提供瞭堅實的基礎。我特彆喜歡書中那些關於如何通過調整分子結構來實現性能優化的討論，這讓我看到瞭科學研究中不斷探索和改進的精神。

評分☆☆☆☆☆

這本《新型功能分子器件設計及性原理研究》是一次令人耳目一新的閱讀體驗，其深度和廣度都遠遠超齣瞭我的預期。我並非該領域的專傢，但書中清晰的邏輯脈絡和詳實的數據支撐，讓我這個門外漢也能逐步理解那些原本看似高不可攀的學術概念。作者在“分子器件”這個主題上，並沒有僅僅停留在概念的介紹，而是著力於“設計”與“原理”的深入挖掘。這使得本書不僅僅是知識的堆砌，更是一次思維的啓迪。 書中對“性原理”的闡述，我認為是其最核心的價值所在。它不僅僅是描述一個器件能做什麼，更重要的是解釋瞭“為什麼”能做。通過對分子層麵相互作用的細緻分析，作者揭示瞭這些微觀結構如何轉化為宏觀的功能，這種“由內而外”的解釋方式，給瞭我極大的啓發。尤其是在談到一些具體的器件設計案例時，書中對材料選擇、構效關係以及性能優化等方麵的論述，充滿瞭實踐指導意義，即便我無法完全掌握其技術細節，也能感受到作者在解決實際問題時所展現齣的創新思維和解決問題的能力。