基本介紹
- 書名：納米科學與技術:碳電子學基礎
- 出版社：科學出版社
- 頁數：496頁
- 開本：5
- 定價：128.00
- 作者：薛增泉 白春禮
- 出版日期：2012年8月17日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787030352897, 7030352890
- 品牌：科學出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《碳電子學基礎》適合信息、物理、化學、材料等學科的大學本科生、研究生及相關科技人員、教學人員閱讀參考。
作者簡介
薛增泉，教授、博士生導師。1963年畢業於北京大學無線電電子學系，後留校任教，先後從事真空電子學，陰極電子學，表面科學，薄膜電子學，光電功能薄膜，納電子學，分子電子學等教學和研究工作。1987~1989年在美國賓夕法尼亞大學物理系作訪問學者，從事掃描探針顯微鏡和場發射的研究工作。曾先後被聘任為國家納米科學技術指導協調委員會第二、第三屆委員，國家自然科學基金委信息科學部、國家科技部“973”計畫材料領域專家諮詢組、國家科技部重大科學計畫納米研究組專家。出版著作有《薄膜物理》《電子發射與電子能譜》《熱力學與統計物理》《納米科技探索》《納米電子學》《分子電子學》和《納米科技基礎》等。
圖書目錄
《納米科學與技術》叢書序
自序
前言
第0章 緒論
0.1科技發展的機遇
0.2納電子學
0.2.1三代電子器件
0.2.2納電子器件的主要特徵
0.2.3放大電信號的基本元件
0.2.4從碳切入研究納電子器件
0.3摩爾定律之外
0.3.1摩爾定律
0.3.2量子調控
0.4NBIC會聚技術
0.5碳時代
參考文獻
第1章 碳元素材料
1.1碳的軌道雜化
1.2碳的異構體
1.2.1石墨與金剛石
1.2.2碳纖維
1.2.3富勒烯
1.2.4碳納米管
1.2.5石墨烯
參考文獻
第2章 C60與巴基蔥
2.1C60
2.2巴基蔥
2.2.1巴基蔥的製備
2.2.2巴基蔥的電學特性
2.3富勒烯場效應三極體物理
2.3.1分子的隧穿傳輸
2.3.2分子通道的傳輸速率
2.3.3壓縮C60時的能級排斥
2.3.4機電單分子三極體
2.4C60單電子管
2.5單電子管電路
2.6C70複合物三極體與電路
2.6.1[70]PCBM三極體的電荷傳輸
2.6.2基於[70]PCBM三極體的邏輯電路
2.7碳納米管填充富勒烯
2.8C60/並五苯倒相器
2.8.1底接觸雙極性OTFT
2.8.2C60/苯異質結構的底接觸倒相器
2.9C60複合物三極體
2.9.1C60-三聚氰胺功能材料製備
2.9.2三聚氰胺膜的結構和介電特性
2.9.3小分子三極體的傳輸和輸出特性
參考文獻
第3章 碳納米管制造
3.1電弧放電法
3.2雷射蒸發法
3.3化學氣相沉積法
參考文獻
第4章 碳納米管的原子結構
4.1碳納米管結構的分類
4.1.1手性矢量Ch
4.1.2平移矢量T
4.1.3對稱矢量R
4.2單胞與布里淵區
參考文獻
第5章 碳納米管的電子結構
5.1單電子色散關係
5.1.1能量色散關係的區域重疊
5.1.2扶手椅型管和鋸齒型管的能散
5.1.3手性納米管的色散
5.2態密度和能隙
5.3派爾斯相變
參考文獻
第6章 理想的納電子材料
6.1碳納米管的電學特性
6.1.1場發射器件
6.1.2納電子器件
6.2未來的主流電子材料
6.3碳管的電導率和遷移率
參考文獻
第7章 碳納米管的傳輸特性
7.1在一維體系中的電子輸運
7.2三種傳輸特徵
7.3彈道導體
7.4經典輸運
7.5局域化
7.6普適電導漲落
7.7碳納米管的電子傳輸
7.8碳納米管電導與溫度的關係
參考文獻
第8章 碳納米管中電子的彈道輸運
8.1納米尺度彈道輸運的概念
8.2共振傳輸
8.3碳納米管的彈道輸運
8.4碳納米管超導特性
8.5尺寸對超導特性的影響
8.5.11D電子體系中的相變
8.5.2 Luttinger液體崩潰
8.5.3超出Luttinger模型
8.6單壁碳納米管的超導
8.7碳納米管的超導近鄰效應
8.8單壁碳納米管的超流
8.9多壁碳納米管的超流
參考文獻
第9章 碳納米管的自旋傳輸和微波傳輸
9.1碳納米管自旋傳輸
9.2碳納米管微波傳輸
參考文獻
第10章 電子全息
10.1全息的概念
10.1.1光學全息
10.1.2雷射
10.1.3全息基礎
10.2全息的發展進程
10.3電子全息
參考文獻
第11章 碳納米管場發射
11.1場發射電子源
11.2碳納米管場發射陰極
11.2.1單根碳納米管的場發射
11.2.2碳納米管薄膜場發射
11.2.3場發射引起的發光
11.3碳納米管的相干場發射
11.3.1單壁碳納米管的擴散場發射
11.3.2碳納米管相干場發射
11.4碳納米管場發射模擬計算
11.4.1結構與模型
11.4.2用密度泛函計算場發射特性
11.5吸附對場發射的影響
11.5.1荷電的影響
11.5.2吸附的影響
11.6碳納米管場發射的原子像
11.7碳納米管場發射的穩定問題
參考文獻
第12章 彈道電子發射
12.1彈道電子發射源
12.2彈道電子場發射理論
12.3單壁碳納米管彈道場發射
12.4相干電子束特性檢測儀
12.4.1LEEPSM的工作原理
12.4.2低能電子點投影顯微鏡的結構
12.4.3納米尺度物體投影像的定標
12.4.4用鎢針尖觀察多壁碳納米管投影像
12.5超強高亮度相干電子發射源
12.6Beeser的可能套用
參考文獻
第13章 碳納米管三極體
13.1納電子器件的基本概念
13.1.1信號放大管
13.1.2雙穩態
13.1.3庫侖阻塞
13.1.4量子相干器
13.2碳納米管三極體模型
13.2.1量子模型
13.2.2測量
13.3碳納米管場效應管
13.4碳納米管超流三極體
13.5碳納米管單電子管
13.6可調碳納米管振盪器
13.7碳納米管超導量子相干器件
13.7.1電子傳輸特性和Kondo效應
13.7.2CNT-SQUID特性
13.7.3CNT π結
參考文獻
第14章 三極體的雙極特性
14.1場效應管的雙極特性
14.2理論模擬
14.3主要參量
14.3.1電導率
14.3.2閾值斜率
14.3.3開態電流
14.3.4跨導
14.4雙極性三極體電路
14.4.1p型FET用Pd歐姆接觸
14.4.2n型FET與Al電極近歐姆接觸
14.4.3環境的影響
14.4.4邏輯電路
14.5碳納米管CMOS倒相器
14.6雙極性碳納米管邏輯電路
參考文獻
第15章 碳納米管電路
15.1碳納米管電路設計
15.1.1電流模式
15.1.2碳納米管
15.1.3基本組塊
15.1.4閾值檢測器
15.1.5加法器
15.2納米尺度電路連線
15.3碳納米管電路匹配
15.3.1彈道CNT-FET
15.3.2彈道CNT-FET的理論
15.3.3量子電荷計算
15.3.4CNT-FET特性
15.4碳納米管的連線
15.4.1碳納米結的構成
15.4.2兩個納米管的連線規則
15.4.3結的隧穿電導
15.5碳納米管邏輯電路
15.6碳納米管積體電路
15.6.1單三極體模型
15.6.2電路運行中的寄生作用
15.7碳納米管彈道CMOS電路
15.8CNT的高頻電路
15.9碳納米管網電路
15.9.1CNT網的製備
15.9.2沉積
15.9.3場效應三極體製備
參考文獻
第16章 石墨烯
16.1石墨烯的發現
16.2石墨烯的結構與特性
16.3石墨烯三極體
16.4雙層石墨烯電子器件
16.5石墨烯納米帶三極體
16.5.1理想結構
16.5.2原子空位
16.5.3邊緣粗糙
16.5.4離子雜質
16.6石墨烯單電子管
16.7石墨烯高頻三極體
16.8石墨烯的自旋傳輸
16.8.1自旋閥
16.8.2自旋傳輸測量
16.8.3門有關的自旋進動測量
16.9石墨烯自旋三極體
16.10石墨烯自旋閥三極體
16.11石墨烯超快光電檢測器
16.12石墨烯器件集成
16.13石墨烯電路
16.14石墨烯的奇異特性
參考文獻
第17章 石墨烯的拓撲效應
17.1發現與分類
17.2基本概念
17.3拓撲能帶理論
17.3.1絕緣態與整數量子霍爾效應
17.3.2量子自旋霍爾絕緣體
17.4石墨烯原子結構的拓撲特徵
17.4.1Stone-Wales缺陷
17.4.2有絲分裂缺陷
17.4.3缺陷在環境中的穩定性
17.5石墨烯拓撲絕緣體
17.5.1石墨烯中的拓撲保護
17.5.2石墨烯納米帶的拓撲特性
17.5.3石墨烯納米帶拓撲絕緣體特性
17.6石墨烯的陳數
17.6.1狄拉克費米子的拓撲穩定性
17.6.2陳數表征的石墨烯霍爾電導
17.6.3石墨烯狄拉克費米子的邊態
17.7石墨烯的量子自旋霍爾效應
17.7.1用NEGF計算多端QSH系統的自旋泵浦
17.7.2在2端TI/FM/TI器件中的局域和總電流
17.7.3在6端TI/FM/TI器件中局域和總電流
17.8石墨烯的強關聯效應
參考文獻
第18章 碳納米管中的電子強關聯
18.1固體的量子統計模型
18.2軌道電子云
18.3量子調控
18.4在碳納米管中的電子-電子強作用
18.5碳納米管中的關聯效應
參考文獻
第19章 碳電子學發展前景
19.1碳納米管感測器
19.1.1碳納米管單電子管
19.1.2碳納米管氣體感測器
19.2功能器件
19.2.1碳納米管太陽電池
19.2.2碳納米管冷卻器
19.3新型電子源與光電器件
19.3.1具有CNT電子源的微型SEM
19.3.2高能電子源
19.3.3光電器件
19.4智慧型電路
19.4.1智慧型器件的特徵
19.4.2晶片人
19.4.3人造物種
參考文獻
自序
前言
第0章 緒論
0.1科技發展的機遇
0.2納電子學
0.2.1三代電子器件
0.2.2納電子器件的主要特徵
0.2.3放大電信號的基本元件
0.2.4從碳切入研究納電子器件
0.3摩爾定律之外
0.3.1摩爾定律
0.3.2量子調控
0.4NBIC會聚技術
0.5碳時代
參考文獻
第1章 碳元素材料
1.1碳的軌道雜化
1.2碳的異構體
1.2.1石墨與金剛石
1.2.2碳纖維
1.2.3富勒烯
1.2.4碳納米管
1.2.5石墨烯
參考文獻
第2章 C60與巴基蔥
2.1C60
2.2巴基蔥
2.2.1巴基蔥的製備
2.2.2巴基蔥的電學特性
2.3富勒烯場效應三極體物理
2.3.1分子的隧穿傳輸
2.3.2分子通道的傳輸速率
2.3.3壓縮C60時的能級排斥
2.3.4機電單分子三極體
2.4C60單電子管
2.5單電子管電路
2.6C70複合物三極體與電路
2.6.1[70]PCBM三極體的電荷傳輸
2.6.2基於[70]PCBM三極體的邏輯電路
2.7碳納米管填充富勒烯
2.8C60/並五苯倒相器
2.8.1底接觸雙極性OTFT
2.8.2C60/苯異質結構的底接觸倒相器
2.9C60複合物三極體
2.9.1C60-三聚氰胺功能材料製備
2.9.2三聚氰胺膜的結構和介電特性
2.9.3小分子三極體的傳輸和輸出特性
參考文獻
第3章 碳納米管制造
3.1電弧放電法
3.2雷射蒸發法
3.3化學氣相沉積法
參考文獻
第4章 碳納米管的原子結構
4.1碳納米管結構的分類
4.1.1手性矢量Ch
4.1.2平移矢量T
4.1.3對稱矢量R
4.2單胞與布里淵區
參考文獻
第5章 碳納米管的電子結構
5.1單電子色散關係
5.1.1能量色散關係的區域重疊
5.1.2扶手椅型管和鋸齒型管的能散
5.1.3手性納米管的色散
5.2態密度和能隙
5.3派爾斯相變
參考文獻
第6章 理想的納電子材料
6.1碳納米管的電學特性
6.1.1場發射器件
6.1.2納電子器件
6.2未來的主流電子材料
6.3碳管的電導率和遷移率
參考文獻
第7章 碳納米管的傳輸特性
7.1在一維體系中的電子輸運
7.2三種傳輸特徵
7.3彈道導體
7.4經典輸運
7.5局域化
7.6普適電導漲落
7.7碳納米管的電子傳輸
7.8碳納米管電導與溫度的關係
參考文獻
第8章 碳納米管中電子的彈道輸運
8.1納米尺度彈道輸運的概念
8.2共振傳輸
8.3碳納米管的彈道輸運
8.4碳納米管超導特性
8.5尺寸對超導特性的影響
8.5.11D電子體系中的相變
8.5.2 Luttinger液體崩潰
8.5.3超出Luttinger模型
8.6單壁碳納米管的超導
8.7碳納米管的超導近鄰效應
8.8單壁碳納米管的超流
8.9多壁碳納米管的超流
參考文獻
第9章 碳納米管的自旋傳輸和微波傳輸
9.1碳納米管自旋傳輸
9.2碳納米管微波傳輸
參考文獻
第10章 電子全息
10.1全息的概念
10.1.1光學全息
10.1.2雷射
10.1.3全息基礎
10.2全息的發展進程
10.3電子全息
參考文獻
第11章 碳納米管場發射
11.1場發射電子源
11.2碳納米管場發射陰極
11.2.1單根碳納米管的場發射
11.2.2碳納米管薄膜場發射
11.2.3場發射引起的發光
11.3碳納米管的相干場發射
11.3.1單壁碳納米管的擴散場發射
11.3.2碳納米管相干場發射
11.4碳納米管場發射模擬計算
11.4.1結構與模型
11.4.2用密度泛函計算場發射特性
11.5吸附對場發射的影響
11.5.1荷電的影響
11.5.2吸附的影響
11.6碳納米管場發射的原子像
11.7碳納米管場發射的穩定問題
參考文獻
第12章 彈道電子發射
12.1彈道電子發射源
12.2彈道電子場發射理論
12.3單壁碳納米管彈道場發射
12.4相干電子束特性檢測儀
12.4.1LEEPSM的工作原理
12.4.2低能電子點投影顯微鏡的結構
12.4.3納米尺度物體投影像的定標
12.4.4用鎢針尖觀察多壁碳納米管投影像
12.5超強高亮度相干電子發射源
12.6Beeser的可能套用
參考文獻
第13章 碳納米管三極體
13.1納電子器件的基本概念
13.1.1信號放大管
13.1.2雙穩態
13.1.3庫侖阻塞
13.1.4量子相干器
13.2碳納米管三極體模型
13.2.1量子模型
13.2.2測量
13.3碳納米管場效應管
13.4碳納米管超流三極體
13.5碳納米管單電子管
13.6可調碳納米管振盪器
13.7碳納米管超導量子相干器件
13.7.1電子傳輸特性和Kondo效應
13.7.2CNT-SQUID特性
13.7.3CNT π結
參考文獻
第14章 三極體的雙極特性
14.1場效應管的雙極特性
14.2理論模擬
14.3主要參量
14.3.1電導率
14.3.2閾值斜率
14.3.3開態電流
14.3.4跨導
14.4雙極性三極體電路
14.4.1p型FET用Pd歐姆接觸
14.4.2n型FET與Al電極近歐姆接觸
14.4.3環境的影響
14.4.4邏輯電路
14.5碳納米管CMOS倒相器
14.6雙極性碳納米管邏輯電路
參考文獻
第15章 碳納米管電路
15.1碳納米管電路設計
15.1.1電流模式
15.1.2碳納米管
15.1.3基本組塊
15.1.4閾值檢測器
15.1.5加法器
15.2納米尺度電路連線
15.3碳納米管電路匹配
15.3.1彈道CNT-FET
15.3.2彈道CNT-FET的理論
15.3.3量子電荷計算
15.3.4CNT-FET特性
15.4碳納米管的連線
15.4.1碳納米結的構成
15.4.2兩個納米管的連線規則
15.4.3結的隧穿電導
15.5碳納米管邏輯電路
15.6碳納米管積體電路
15.6.1單三極體模型
15.6.2電路運行中的寄生作用
15.7碳納米管彈道CMOS電路
15.8CNT的高頻電路
15.9碳納米管網電路
15.9.1CNT網的製備
15.9.2沉積
15.9.3場效應三極體製備
參考文獻
第16章 石墨烯
16.1石墨烯的發現
16.2石墨烯的結構與特性
16.3石墨烯三極體
16.4雙層石墨烯電子器件
16.5石墨烯納米帶三極體
16.5.1理想結構
16.5.2原子空位
16.5.3邊緣粗糙
16.5.4離子雜質
16.6石墨烯單電子管
16.7石墨烯高頻三極體
16.8石墨烯的自旋傳輸
16.8.1自旋閥
16.8.2自旋傳輸測量
16.8.3門有關的自旋進動測量
16.9石墨烯自旋三極體
16.10石墨烯自旋閥三極體
16.11石墨烯超快光電檢測器
16.12石墨烯器件集成
16.13石墨烯電路
16.14石墨烯的奇異特性
參考文獻
第17章 石墨烯的拓撲效應
17.1發現與分類
17.2基本概念
17.3拓撲能帶理論
17.3.1絕緣態與整數量子霍爾效應
17.3.2量子自旋霍爾絕緣體
17.4石墨烯原子結構的拓撲特徵
17.4.1Stone-Wales缺陷
17.4.2有絲分裂缺陷
17.4.3缺陷在環境中的穩定性
17.5石墨烯拓撲絕緣體
17.5.1石墨烯中的拓撲保護
17.5.2石墨烯納米帶的拓撲特性
17.5.3石墨烯納米帶拓撲絕緣體特性
17.6石墨烯的陳數
17.6.1狄拉克費米子的拓撲穩定性
17.6.2陳數表征的石墨烯霍爾電導
17.6.3石墨烯狄拉克費米子的邊態
17.7石墨烯的量子自旋霍爾效應
17.7.1用NEGF計算多端QSH系統的自旋泵浦
17.7.2在2端TI/FM/TI器件中的局域和總電流
17.7.3在6端TI/FM/TI器件中局域和總電流
17.8石墨烯的強關聯效應
參考文獻
第18章 碳納米管中的電子強關聯
18.1固體的量子統計模型
18.2軌道電子云
18.3量子調控
18.4在碳納米管中的電子-電子強作用
18.5碳納米管中的關聯效應
參考文獻
第19章 碳電子學發展前景
19.1碳納米管感測器
19.1.1碳納米管單電子管
19.1.2碳納米管氣體感測器
19.2功能器件
19.2.1碳納米管太陽電池
19.2.2碳納米管冷卻器
19.3新型電子源與光電器件
19.3.1具有CNT電子源的微型SEM
19.3.2高能電子源
19.3.3光電器件
19.4智慧型電路
19.4.1智慧型器件的特徵
19.4.2晶片人
19.4.3人造物種
參考文獻
