石墨烯基材料：科學與技術

內容簡介

石墨烯因其具有多種獨特的性質, 自2004 年發現以來就引起了材料、半導體器件物理和納米電子學等領域研究人員的極大興趣, 圍繞石墨烯開展研究的熱情持續至今、熱度不減。當前針對碳材料的科技書籍大多集中於介紹碳納米管及富勒烯的性質、表征與套用, 針對石墨烯的內容甚少, 要么只涉及石墨烯的性質, 要么只涉及石墨烯的套用, 很難找到一本全面介紹其性質、表征及套用的科普性讀物。為此, 我們選擇引進了CRC (the Chemical Rubber Company) 出版社於2013 年10 月出版的《石墨烯基材料|| 科學與技術》(Graphene-Based Materials: Science and Technology) 這本科普性較強的專業書籍, 目的是為國內材料學、半導體器件物理學、光電子學、環境保護及化學工程等領域的相關工作者提供較為全面且淺顯易懂的闡述石墨烯合成、表征及套用的知識。

圖書目錄

第1 章石墨烯簡介 1
11 石墨烯: 歷史和背景 1
12 石墨烯的屬性 3
121 電荷輸運性能 4
122 量子霍爾效應 10
123 光學性能 11
124 力學性能 14
125 熱力學性能 15
參考文獻 16
第2 章石墨烯的合成 25
21 引言 25
22 機械剝離法 25
23 機械剝離法的替代方法 28
231 化學方法 29
232 全有機合成法 30
233 沉積法 31
234 熱分解法 36
235 其他基底上的熱分解法 37
236 多壁碳納米管展開法 37
237 電化學合成法 38
238 其他可用方法 40
參考文獻 40
第3 章石墨烯的表征 47
31 石墨烯層的光學成像 47
32 螢光猝滅技術 48
33 原子力顯微鏡 50
34 透射電子顯微鏡 50
35 拉曼光譜 54
36 電化學表征 55
參考文獻 58
第4 章石墨烯基材料在氣體感測器中的套用 61

41 石墨烯基材料用作氣體感測器 61
411 通過插入摻雜劑或缺陷來提升石墨烯的氣體檢測性能67
412 分子{石墨烯體系的態密度 74
413 石墨烯吸附氣體分子時的I{V 曲線 75
414 實際套用中的問題 77

42 石墨烯作為膜材料用於氣體分離過程 78
參考文獻 87
第5 章石墨烯基材料在生物感測及儲能方面的套用 92
51 石墨烯基電化學生物感測器 92
511 石墨烯基酶生物感測器 92
512 石墨烯{DNA 生物感測器 93
513 用於重金屬離子檢測的石墨烯感測器 95
514 石墨烯用於DNA 分子的快速排序 96
52 石墨烯在儲能方面的套用 102
521 基於石墨烯的透明電極 102
522 基於石墨烯的超級電容器 102
523 用於燃料電池中氧還原反應的氮摻雜石墨烯 109
參考文獻 114
第6 章石墨烯基材料的光激發和光電套用 124
61 簡介 124
62 線性光吸收 126
63 飽和吸收 127
64 發光 128
65 透明導體 129
66 光伏器件 130
67 光發射器件 132
68 光電探測器 133
69 觸控螢幕 134
610 柔性智慧型窗和雙穩態顯示器 136
611 可飽和吸收器和超快雷射器 137
612 光限幅器 140
613 光頻轉換器 140
614 太赫茲器件 141
參考文獻 141
名詞術語表 149"

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