新型縴維狀電子材料與器件 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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彭慧勝 著

圖書標籤:

• 縴維電子
• 柔性電子
• 可穿戴電子
• 新型材料
• 電子器件
• 傳感器
• 能源存儲
• 生物醫學
• 智能紡織
• 納米材料

店鋪： 玖創圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030466822

商品編碼：29775437577

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-03-01

基本信息

書名：新型縴維狀電子材料與器件

定價：118.00元

作者：彭慧勝

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787030466822

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：圓脊精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《新型縴維狀電子材料與器件》可作為化學、物理、材料、能源、生物、醫學等相關專業的教師、博士後、研究生和本科生的參考書，也可供有誌於推動柔性電子器件和可穿戴設備發展的工程技術人員參考使用。

內容提要

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《新型縴維狀電子材料與器件》重點介紹瞭縴維狀的有機太陽能電池、鋰離子電池、超級電容器、光電轉換與儲能集成器件以及聚閤物發光電化學池。與闆狀和塊狀的電子器件相比，這些縴維狀的電子器件體積更小、質量更輕，可三維扭麯變形，並可以像化學縴維那樣被進一步編成織物，成為多學科交叉研究的一個重要發展方嚮。

目錄

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目錄
前言
章緒論1
1.1能量轉換和儲存器件的發展1
1.1.1能量轉換1
1.1.2能量儲存1
1.2傳統平麵狀能源器件麵臨的挑戰2
1.3縴維狀能源器件的興起3
1.3.1縴維狀能量轉換器件3
1.3.2縴維狀能量儲存器件3
1.3.3縴維狀集成器件4
1.4縴維狀能源器件的**進展4
參考文獻5
第2章導電縴維7
2.1引言7
2.2金屬絲8
2.2.1鈦絲8
2.2.2不銹鋼絲10
2.2.3其他金屬絲10
2.3碳納米管縴維11
2.3.1製備方法11
2.3.2可紡碳納米管陣列15
2.4石墨烯縴維23
2.4.1石墨烯的閤成23
2.4.2石墨烯縴維的製備25
2.4.3石墨烯縴維的性能26
2.4.4復閤縴維27
2.5碳縴維和高分子縴維27
2.5.1碳縴維27
2.5.2高分子縴維27
2.6總結28
參考文獻29
第3章縴維狀染料敏化太陽能電池33
3.1染料敏化太陽能電池概述33
3.1.1熱力學原理34
3.1.2動力學過程37
3.1.3材料41
3.1.4錶徵43
3.1.5小結43
3.2縴維狀染料敏化太陽能電池概述43
3.2.1金屬電極44
3.2.2非金屬電極46
3.3纏繞結構的縴維狀染料敏化太陽能電池46
3.3.1工作電極47
3.3.2對電極52
3.3.3電解質57
3.4同軸結構的縴維狀染料敏化太陽能電池58
3.5縴維狀染料敏化太陽能電池的功能化60
3.6展望63
參考文獻64
第4章縴維狀聚閤物太陽能電池67
4.1聚閤物太陽能電池概述67
4.1.1工作原理67
4.1.2器件結構69
4.1.3材料70
4.1.4錶徵72
4.1.5總結73
4.2縴維狀聚閤物太陽能電池概述73
4.2.1纏繞結構的縴維狀聚閤物太陽能電池73
4.2.2同軸結構的縴維狀聚閤物太陽能電池74
4.3基於碳納米管的縴維狀聚閤物太陽能電池76
4.4展望81
參考文獻81
第5章縴維狀鈣鈦礦太陽能電池83
5.1鈣鈦礦太陽能電池概述83
5.1.1工作原理84
5.1.2器件結構86
5.1.3材料88
5.1.4小結89
5.2柔性鈣鈦礦太陽能電池89
5.3縴維狀的鈣鈦礦太陽能電池91
5.4可拉伸縴維狀鈣鈦礦太陽能電池93
5.5總結與展望97
參考文獻.97
第6章縴維狀超級電容器99
6.1超級電容器概述99
6.1.1儲能原理100
6.1.2電極材料102
6.1.3縴維狀超級電容器105
6.2纏繞結構的縴維狀超級電容器105
6.2.1概述105
6.2.2碳納米管縴維/鈦絲復閤超級電容器107
6.2.3碳納米管縴維/導電高分子復閤縴維107
6.2.4碳納米管復閤縴維108
6.2.5石墨烯縴維108
6.3同軸縴維狀超級電容器109
6.3.1結構110
6.3.2製備111
6.3.3同軸結構縴維狀超級電容器的性能112
6.4多功能縴維狀超級電容器115
6.4.1可拉伸的縴維狀超級電容器115
6.4.2智能變色的縴維狀超級電容器117
參考文獻119
第7章縴維狀鋰離子電池121
7.1鋰離子電池概述121
7.1.1基本原理122
7.1.2正極124
7.1.3負極125
7.1.4電解質126
7.2柔性鋰離子電池127
7.2.1平麵狀柔性鋰離子電池127
7.2.2可拉伸鋰離子電池128
7.2.3電纜狀的鋰離子電池129
7.3縴維狀的鋰離子電池130
7.3.1縴維狀的T/MnO2正極131
7.3.2縴維狀T/Si負極133
7.3.3縴維狀LiMn2O4-Si電池136
7.3.4縴維狀的LiMn2O4-Li4Ti5O12電池139
7.4展望144
參考文獻145
第8章縴維狀集成器件147
8.1集成器件概述147
8.1.1一體化器件147
8.1.2組裝器件149
8.1.3材料和錶徵151
8.1.4小結151
8.2縴維狀集成器件概述151
8.3染料敏化太陽能電池和超級電容器的集成器件152
8.3.1同軸結構的集成器件152
8.3.2纏繞結構的集成器件155
8.4聚閤物太陽能電池和超級電容器集成器件157
8.5可拉伸縴維狀集成器件158
8.6展望159
參考文獻160
第9章縴維狀發光器件162
9.1有機發光器件概述162
9.2有機發光二極管162
9.2.1OLED概述162
9.2.2工作機理163
9.2.3器件結構165
9.2.4材料166
9.3聚閤物發光電化學池171
9.3.1PLEC概述與研究進展171
9.3.2工作原理與器件結構171
9.3.3材料174
9.3.4PLEC性能錶徵177
9.4縴維狀發光器件179
9.4.1概述179
9.4.2縴維狀聚閤物發光電化學池179
9.5展望185
參考文獻186
0章能源織物189
10.1能源織物概述189
10.2織物狀能源器件的製備190
10.2.1織物狀光伏器件190
10.2.2織物狀超級電容器196
10.3展望201
參考文獻201
1章總結與展望202
11.1優勢202
11.2應用203
11.3挑戰和展望204
索引206
《半導體科學與技術叢書》已齣版書目207
彩圖

作者介紹

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文摘

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序言

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《超越矽基：未來電子學的材料革命》 引言 我們正身處一個信息爆炸的時代，電子設備以前所未有的速度滲透到生活的方方麵麵。從智能手機到高性能計算機，再到新興的物聯網和可穿戴設備，電子技術的進步是驅動社會發展的核心動力。然而，傳統的矽基電子材料在性能提升、功耗控製以及應用場景拓展等方麵，正逐漸顯露齣其固有的局限性。為瞭突破這些瓶頸，科學界和工程界一直在不懈探索和開發新型的電子材料，它們將重塑我們對電子器件的認知，開啓更廣闊的未來應用前景。 《超越矽基：未來電子學的材料革命》這本書，並非聚焦於某一特定類型的材料，而是旨在為讀者勾勒齣一幅由前沿電子材料構成的宏偉畫捲。我們將穿越材料科學的最前沿，探索那些顛覆傳統、引領未來的新型電子材料的驚人潛力。本書將深入淺齣地闡述這些材料的獨特物理和化學性質，它們是如何剋服矽基材料的固有缺陷，以及它們在構建下一代電子器件中的關鍵作用。 第一章：矽基時代的曙光與陰影 在深入探討未來之前，有必要迴顧一下我們賴以生存的基石——矽基電子材料。本章將簡要迴顧半導體技術，特彆是矽在集成電路發展中的輝煌曆程。我們將認識到矽的卓越之處，例如其半導體特性、易於加工以及成熟的製造工藝。然而，隨著摩爾定律的逼近極限，矽基材料在小型化、高速化和低功耗方麵的挑戰日益嚴峻。漏電流的增加、散熱問題以及材料本身的物理極限，都預示著我們必須尋求新的解決方案。本章將為後續章節中介紹的新型材料提供一個重要的對比和參照。 第二章：打開維度之門——二維材料的電子學奇跡 石墨烯，這個曾經“橫空齣世”的單原子層材料，徹底打開瞭二維材料在電子學領域的大門。本章將重點介紹石墨烯及其衍生物，深入剖析其優異的導電性、熱導性和機械強度，以及它們在高頻晶體管、柔性顯示器和透明導電薄膜等領域的應用潛力。 除瞭石墨烯，我們還將目光投嚮另一類同樣具有革命性意義的二維材料——過渡金屬硫化物（TMDs），如二硫化鉬（MoS2）、二硒化鎢（WSe2）等。本章將詳細闡述TMDs的獨特電子帶隙特性，這使得它們能夠構建高性能的場效應晶體管，甚至在邏輯運算方麵媲美甚至超越矽。我們將探討TMDs在低功耗邏輯電路、光電子器件以及傳感器等領域的最新研究進展和未來發展方嚮。 此外，本章還將涉及其他的二維材料傢族，如黑磷、MXenes 等，介紹它們各自獨特的電子學特性和潛在的應用場景。我們將理解二維材料為何能夠突破傳統三維材料的限製，為電子器件的 miniaturization 和性能提升開闢新的道路。 第三章：量子點的迷人世界——尺寸調控下的電子與光學之舞 量子點（Quantum Dots）是一類尺寸在納米尺度（通常為2-10納米）的半導體納米晶體。它們最顯著的特點是量子尺寸效應，即當材料尺寸小於其激子玻爾半徑時，材料的光學和電子學性質會隨尺寸發生顯著變化。本章將深入探討量子點的製備方法、尺寸與電子能級之間的關係，以及它們如何通過精確的尺寸調控來獲得特定的發光顔色和電子傳輸特性。 我們將詳細介紹量子點在發光二極管（LEDs）領域的應用，例如量子點LED（QLED）如何實現更廣闊的色域、更高的亮度以及更低的能耗，從而徹底改變顯示技術。同時，本章也將關注量子點在太陽能電池中的潛力，它們能夠吸收更寬光譜範圍的光，提高光電轉換效率。此外，量子點在生物成像、熒光標記、激光器以及量子計算等新興領域的應用也將被一一呈現。 第四章：有機分子的電子樂章——從軟電子到生物電子的跨界融閤 與傳統的無機半導體材料不同，有機電子材料具有結構多樣、可加工性強、柔韌性好等優勢，為實現柔性、可穿戴電子設備提供瞭可能。本章將聚焦於有機半導體材料，包括小分子有機半導體和聚閤物有機半導體。 我們將深入瞭解有機半導體材料的分子結構與其電子性能之間的關係，例如共軛體係的長度、雜原子的引入等如何影響材料的載流子遷移率和能級結構。本章將詳細介紹有機薄膜晶體管（OTFTs）、有機發光二極管（OLEDs）和有機太陽能電池（OSCs）的工作原理及其在柔性顯示、電子標簽、低成本光伏等領域的廣泛應用。 更進一步，本章將探討有機電子材料在生物電子學領域的革命性應用。例如，通過與生物分子結閤，有機半導體材料可以實現對生物信號的精確檢測，開發齣用於疾病診斷、神經接口和生物傳感器等創新的醫療和健康監測設備。我們將看到有機材料如何實現電子學與生命科學的深度融閤。 第五章：金屬有機框架（MOFs）與共價有機框架（COFs）——構建多孔電子材料的新思路 金屬有機框架（MOFs）和共價有機框架（COFs）是近年來迅速發展的新型多孔材料。它們以其高度可控的結構、巨大的比錶麵積和豐富的官能團，為電子材料的設計和應用提供瞭全新的視角。本章將深入介紹MOFs和COFs的構築單元、自組裝機製以及其獨特的晶體結構。 我們將重點關注如何通過調控MOFs和COFs的化學組成和孔道結構，賦予它們優異的導電性、催化活性和傳感性能。本章將探討MOFs和COFs在氣體吸附與分離、催化反應、儲能（如超級電容器和電池電極材料）以及傳感器件中的最新應用進展。我們還將展望如何利用這些材料設計具有特定功能的電子器件，例如氣體傳感器、電化學傳感器以及用於環境保護和能源領域的關鍵材料。 第六章：新型電子材料的挑戰與機遇——通往未來之路 盡管新型電子材料展現齣瞭巨大的潛力，但在實際應用中仍然麵臨諸多挑戰。本章將對前麵介紹的各類材料進行總結和梳理，並深入探討它們在材料穩定性、製備成本、器件集成度、環境友好性以及大規模生産等方麵的普遍挑戰。 同時，本章也將描繪未來電子材料發展的宏偉藍圖。我們將探討跨材料學科的融閤趨勢，例如二維材料與量子點的結閤、有機材料與MOFs/COFs的協同設計等，以期實現性能的指數級提升。此外，本章還將展望智能材料、自修復材料以及用於量子計算的新型材料等更具前瞻性的研究方嚮。 結論 《超越矽基：未來電子學的材料革命》一書，旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，去理解和認識那些正在驅動電子技術革命的新型材料。從微觀的量子特性到宏觀的應用場景，我們將看到這些材料如何突破傳統界限，為構建更強大、更智能、更綠色的未來電子世界奠定堅實的基礎。本書不僅適閤材料科學、物理、化學以及電子工程領域的學生和研究人員閱讀，也為對前沿科技充滿好奇心的普通讀者提供瞭一扇瞭解未來電子學發展的窗口。

評分☆☆☆☆☆

我最近的工作重點轉嚮瞭柔性電子學方嚮，急需一本能夠係統梳理當前領域內最新進展的參考書。市麵上很多相關書籍要麼過於側重某一個單一的材料體係，要麼就是時間點太舊，跟不上技術迭代的速度。這本書的齣現，可以說是恰逢其時。它的覆蓋麵之廣，確實令人印象深刻。從高分子基底的優化到新型導電油墨的配方設計，再到集成電路的柔性封裝技術，幾乎涵蓋瞭從材料製備到器件製造的全流程關鍵節點。我特彆欣賞書中對“性能-結構”關聯性的深入探討。例如，在討論某類有機半導體材料的電荷傳輸機製時，作者不僅給齣瞭理論模型，還配上瞭大量的透射電鏡（TEM）和X射綫衍射（XRD）圖譜分析，清晰地展示瞭分子堆積方式如何直接影響載流子的遷移率。這種微觀層麵的解析，對於我們這些需要進行材料結構調控的工程師來說，提供瞭寶貴的“調諧鏇鈕”。毫不誇張地說，這本書已經成為瞭我實驗方案製定過程中不可或缺的“工具箱”，時不時就要翻閱一下，查找特定的參數範圍或製備條件。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶質量堪稱業界典範。在很多技術書籍中，圖錶往往是掃描件或者低分辨率的插圖，晦澀難懂，甚至會誤導讀者。但是在這本書裏，所有的示意圖都經過瞭精心設計，綫條流暢，配色專業，即便是一些復雜的能帶結構圖或器件截麵圖，也能一目瞭然。例如，書中關於介電常數各嚮異性特性的那幾張三維空間圖，我研究瞭很久纔完全理解，而這本書裏的圖示，三言兩語加上那張精準的圖，立刻就將那個抽象的概念具象化瞭。更重要的是，作者在引用文獻方麵顯得十分審慎和權威，他並非堆砌最新的、熱門的文獻，而是選擇那些具有裏程碑意義和紮實基礎的經典工作進行深入剖析，同時又不乏對近兩年突破性進展的敏銳捕捉。這保證瞭內容的“站得住腳”和“麵嚮未來”。閱讀體驗上，字體選擇大小適中，行距閤理，長時間閱讀下來，眼睛的疲勞感明顯低於閱讀其他同類書籍。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我對當前電子材料領域的一些“炒作”現象感到厭倦，很多所謂的創新材料要麼實驗室數據水分太大，要麼成本高到無法商業化。因此，當我拿到這本書時，我更多是想看看它如何處理“工程化”和“經濟性”這兩個棘手的問題。這本書的第四篇，專門探討瞭規模化製備工藝中的挑戰，比如薄膜的均勻性控製、批次間的一緻性問題以及原材料的成本效益分析，這部分內容顯得格外實在和接地氣。作者沒有迴避這些現實中的睏難，而是提供瞭多種可行的解決方案和摺衷策略。比如，在比較溶液法和氣相沉積法時，書中不僅對比瞭它們的物理特性優勢，還直接給齣瞭不同設備投入和每平方米産齣的粗略成本估算模型，這對於進行項目可行性分析的工程師來說，是無價的信息。這本書的價值在於，它沒有停留在“能做齣來”的階段，而是深入到瞭“如何用得好、用得起”的層麵上，這正是許多前沿技術走嚮成熟所必需的視角轉換。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很吸引眼球，深邃的藍色背景上交織著一些閃爍的光點，讓人聯想到宇宙星空或是微觀層麵的復雜結構。裝幀質量也相當不錯，紙張的質感厚實而平滑，拿在手裏很有分量。我本來是抱著一種略帶懷疑的心態開始閱讀的，因為這類前沿領域的書籍，往往在理論深度和實際應用之間難以找到完美的平衡點。然而，翻開第一章，作者清晰的邏輯結構和深入淺齣的敘述方式立刻抓住瞭我的注意力。他們沒有陷入過度晦澀的數學推導，而是巧妙地將復雜的物理化學原理融入到對材料宏觀性能的討論中，使得即便是初次接觸這個領域的讀者也能快速建立起一個基本的認知框架。尤其值得稱贊的是，書中對不同實驗錶徵手段的介紹非常詳盡且富有洞察力，不再是簡單的羅列公式，而是結閤實際案例闡述瞭如何通過這些手段來“看見”材料內部的微觀變化，這對於科研工作者來說，無疑是提供瞭極具價值的實踐指導。整體而言，這本書的開篇展現齣瞭一種嚴謹又不失親和力的學術風範，讓人對後續內容的期待值大大提高。

評分☆☆☆☆☆

我是一位在讀研究生，目前正在為畢業論文尋找一個有創新性的研究方嚮。過去幾周，我一直在海量的學術論文中摸索，感到非常迷茫，直到我拿到瞭這本教材。這本書的結構安排簡直是教科書級彆的優秀範本。它不像很多專著那樣直接從最前沿的成果講起，而是構建瞭一個堅實的“知識階梯”。首先是基礎概念的夯實，然後是不同材料傢族的係統分類和介紹，最後纔是復雜器件的集成與挑戰。這種循序漸進的組織方式，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。我尤其欣賞其中關於“可靠性與壽命預測”那一章節的處理。通常，這部分內容會被一筆帶過，但本書卻花瞭大量篇幅討論瞭加速老化測試、環境應力篩選（ESS）等關鍵環節，甚至還涉及到瞭相關的行業標準和法規要求。這讓這本書的價值遠遠超齣瞭純粹的學術探討，它真正做到瞭連接實驗室研究與工業化生産之間的橋梁作用，為我的研究選題提供瞭更具現實意義的指導方嚮。