納米與分子電子學手冊 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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[美] 謝爾蓋·雷捨夫斯基（S.E.Lyshevski） 編，硃道本 等 譯

圖書標籤:

• 納米電子學
• 分子電子學
• 納米材料
• 電子學
• 物理學
• 材料科學
• 微電子學
• 器件物理
• 半導體
• 納米技術

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030314550

版次：1

商品編碼：10797287

包裝：精裝

叢書名： 納米科學與技術

開本：16開

齣版時間：2011-06-01

用紙：膠版紙

頁數：1008

正文語種：中文

內容簡介

　　《納米與分子電子學手冊》係統地論述瞭分子和納電子技術的方方麵麵——涵蓋基礎理論，報道最新進展，設計全新的解決方案，報道可能的技術，預測具有深遠意義的發展，構想新的範式等。全書由四大部分、共26章構成，內容豐富，各章節既包括堅實的基礎理論又論述可行性技術，在覆蓋麵和實用性之間取得瞭較好的平衡。
　　《納米與分子電子學手冊》可供分子和納電子技術及其相關領域的科研工作者和大專院校師生參考使用。

目錄

譯者名單
序言
帥誌剛 中國科學院化學研究所，清華大學
李啓楷 中國科學院化學研究所
第Ⅰ部分 分子與納電子技術：器件級與係統級
1 自組裝單分子層的電學特性
2 分子電子學計算技術
3 單分子電子學：結論與展望
4 碳衍生物
5 納米存儲器與納米處理器的係統級設計與模擬
6 三維分子電子技術與用於信號和信息處理平颱的集成電路

第Ⅱ部分 納米尺度電子技術
7 電子學中的無機納米綫
8 納電子器件中的量子點
9 利用納米級多孔氧化鋁模闆自組裝納米結構
10 尖峰神經元的神經形態網絡
11 電子學邁嚮TSI時代——分子電子學及未來
12 基於非可靠納米器件的納米架構的計算

第Ⅲ部分 生物分子電子技術與處理
13 “G綫”DNA的性質
14 金屬蛋白電子技術
15 生物分子與半導體納米環中非綫性和空間離散導緻的電荷輸運與局域化·中性激子的Aharonov-Bohm效應
16 蛋白質光存儲
17 通過孤立波和隨機過程進行的亞神經元信息處理
18 微管和肌絲的電子及離子導電性，與細胞信號的關係及在生物電子學中的應用

第Ⅳ部分 分子與納電子學：器件層次建模與模擬
19 分子電子學的模擬工具
20 分子電子學器件中的電流整流、開關和缺陷影響的理論
21 分子電導問題的復雜性
22 作為開放量子體係的納米機電諧振子
23 分子接觸的相乾電子輸運：一個易處理的模型實例
24 單分子第一性原理輸運計算的驕傲、偏見和窘境
25 分子電子器件
26 STM誘導單分子錶麵反應的電子共隧穿模型

前言/序言

《納米與分子電子學手冊》：開啓微觀世界的無限可能 在飛速發展的科學技術浪潮中，人類對物質世界的探索從未停止。從宏觀的宇宙星辰到微觀的原子分子，每一次的深入洞察都為我們帶來瞭顛覆性的認識和技術的飛躍。如今，我們正站在一個全新的起點，一個由納米技術和分子電子學共同構築的微觀電子學時代。本書《納米與分子電子學手冊》正是這一前沿領域的集大成之作，它將帶領讀者深入探索這個由原子尺度操控和電子行為精細調控所構建的奇妙世界，揭示其蘊含的巨大潛力和廣闊前景。 一、 納米技術：尺度改變世界的魔法 納米技術，顧名思義，是指在納米尺度（1至100納米，約等於韆分之一根頭發絲的直徑）上對物質進行理解、操控和製造的科學與工程技術。在這個尺度下，物質的性質會發生顯著的改變，呈現齣許多宏觀世界中難以想象的量子效應和錶麵效應。本書將從納米技術的基石齣發，係統闡述其核心概念、關鍵材料和製造方法。 1.1 納米世界的基石：量子力學與統計力學 在納米尺度，量子力學扮演著至關重要的角色。電子的波動性、隧穿效應、量子阱、量子點等量子現象的齣現，使得納米材料展現齣獨特的電學、光學、磁學和化學性質。本書將深入淺齣地介紹這些量子力學基本原理，並探討它們如何影響納米材料的性能。同時，統計力學也為理解大量納米粒子集閤體的宏觀行為提供瞭理論框架。本書將解釋如何運用統計力學來預測和控製納米材料的相變、動力學過程以及宏觀性能。 1.2 納米材料的百花園：種類、特性與應用 納米材料的種類繁多，各具特色。本書將詳細介紹幾類最具代錶性的納米材料： 零維納米材料： 如量子點、納米顆粒、富勒烯等。量子點因其尺寸可調的光譜發射特性，在顯示技術、生物標記和太陽能電池等領域有著廣泛應用。富勒烯作為一種全碳納米結構，以其獨特的球形或橢球形結構，展現齣優異的導電、導熱和催化性能。 一維納米材料： 如納米綫、納米管（碳納米管、氮化硼納米管）、納米帶等。納米綫和納米管具有極高的長徑比，優異的力學性能和電子傳輸性能，是構建納米器件、傳感器和高性能復閤材料的關鍵。碳納米管因其獨特的電子結構，錶現齣金屬或半導體特性，是未來電子學領域的重要候選材料。 二維納米材料： 如石墨烯、二維過渡金屬硫化物（TMDs，如MoS2、WS2）、黑磷等。石墨烯作為一種單層碳原子構成的二維材料，具有極高的導電導熱性、優異的力學強度和光學透明度，被譽為“新材料之王”，在高性能電子器件、柔性顯示、能量存儲等領域展現齣巨大潛力。TMDs和黑磷也因其獨特的電子和光學性質，成為下一代半導體器件和光電器件的重要組成部分。 三維納米材料： 如多孔納米材料、納米晶體薄膜、納米復閤材料等。多孔納米材料因其巨大的比錶麵積，在催化、吸附和分離領域有著廣泛應用。納米晶體薄膜則在光學器件、傳感器和儲能設備中發揮著重要作用。納米復閤材料通過將不同納米材料結閤，能夠實現性能的協同增強，例如在提高材料的強度、韌性和導電性方麵。 本書將逐一剖析這些納米材料的製備方法，包括自上而下的刻蝕、研磨等方法，以及自下而上的化學閤成、物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）等方法。同時，也將深入探討它們的獨特物理化學性質，並重點介紹其在各自領域的具體應用案例，如在電子學中的高性能晶體管、存儲器；在能源領域的太陽能電池、鋰離子電池；在生物醫學中的藥物遞送、生物成像；在環境領域的催化劑、汙染物傳感器等。 二、 分子電子學：超越矽基的全新邏輯 如果說納米技術為我們提供瞭精密的“積木”，那麼分子電子學則緻力於利用單個分子或少數分子來構建電子器件，實現信息處理和存儲功能。它旨在將電子器件的尺度縮小到分子級彆，從而突破傳統半導體器件的物理極限，實現極高的集成密度和更低的功耗。本書將詳細介紹分子電子學的基本原理、關鍵挑戰以及未來的發展方嚮。 2.1 分子作為電子元件：原理與設計 在分子電子學中，單個分子或分子陣列被用作電阻、電容、二極管、晶體管甚至存儲單元。本書將重點介紹以下幾個核心概念： 分子導綫： 如何設計和構建能夠高效傳輸電子的分子鏈，以及它們與電極的界麵連接問題。 分子開關： 利用分子的構象變化、氧化還原反應或光化學反應來控製電子的通過與否，從而實現開關功能。例如，一些特定的分子可以在兩種不同的電位狀態下穩定存在，從而實現邏輯運算。 分子存儲器： 利用分子的多穩態特性（如電荷態、構象態）來實現信息存儲。本書將介紹基於分子隧穿結、分子晶體或分子自組裝膜的存儲單元設計。 分子傳感器： 利用分子對特定化學物質或物理信號的響應來實現檢測。例如，某些分子在與特定目標分子結閤後，會發生光學或電學性質的變化，從而實現對目標分子的定量或定性檢測。 本書將深入探討分子的電子輸運機製，包括隧穿、跳躍導電等。它還將介紹如何通過化學閤成來精確設計和構建具有特定電子功能的分子，並討論如何將這些分子有效地集成到宏觀電路中，實現分子與傳統電子器件的接口。 2.2 分子電子學的挑戰與機遇 盡管分子電子學展現齣巨大的吸引力，但其發展也麵臨著諸多挑戰： 連接與集成： 如何穩定、高效地將單個分子或分子陣列與宏觀電極連接，是實現大規模分子器件的關鍵技術難題。 可重復性與穩定性： 分子器件的性能容易受到環境因素（溫度、濕度、化學汙染）的影響，如何保證器件的長期穩定性和可重復性是亟待解決的問題。 製造與可擴展性： 如何以低成本、高效率的方式大規模製造分子電子器件，是實現商業化應用的重要前提。 理論建模與仿真： 準確預測和理解分子的電子行為，以及設計高性能分子器件，需要先進的理論計算和仿真工具。 本書將詳細分析這些挑戰，並探討目前的研究進展和潛在的解決方案。同時，也將展望分子電子學的未來機遇，例如在超高密度信息存儲、低功耗計算、新型傳感器、類腦計算等前沿領域的應用前景。 三、 納米與分子電子學的交叉融閤：麵嚮未來的集成電路 納米技術和分子電子學並非孤立存在，它們的交叉融閤將為電子學領域帶來革命性的變革。本書將重點探討兩者的結閤如何催生齣更先進、更強大的電子器件和係統。 3.1 納米結構在分子電子學中的作用 納米技術可以為分子電子學提供重要的支撐平颱。例如，納米製造技術可以用來構建高精度、低缺陷的電極陣列，為分子器件的集成提供基礎。納米材料本身，如納米綫、納米管，也可以作為構建分子器件的結構單元，實現更復雜的功能。本書將介紹如何利用納米技術來控製分子的自組裝，構建有序的分子網絡，以及如何利用納米探針來探測和操馭單個分子。 3.2 分子層麵的器件設計與優化 通過分子電子學的方法，可以在納米尺度上實現傳統半導體器件難以達到的功能。例如，利用分子的固有特性來設計具有更高開關比、更低漏電流的晶體管，或者開發具有更高存儲密度和更快讀寫速度的存儲器。本書將探討如何通過分子設計來優化器件的電子性能，以及如何實現超越經典矽基器件的性能極限。 3.3 麵嚮未來的集成係統：摩爾定律的新篇章 隨著矽基半導體技術的接近物理極限，納米與分子電子學的融閤被視為延續摩爾定律、開啓後摩爾時代的重要途徑。本書將展望如何通過納米與分子電子學的集成，構建齣具有前所未有的計算能力、存儲能力和能源效率的下一代電子係統，例如能夠模擬人腦復雜功能的類腦計算芯片，以及能夠實現大規模並行處理的超高密度計算平颱。 四、 結論：微觀世界的無限未來 《納米與分子電子學手冊》不僅是一本匯集前沿知識的百科全書，更是一扇通往未來電子技術大門的鑰匙。它將帶領讀者穿越宏觀與微觀的界限，認識到在原子和分子尺度上操控電子所能帶來的無限可能。本書旨在為科研人員、工程師、學生以及對前沿科技充滿興趣的讀者提供一個全麵、深入的學習平颱，激發更多創新思維，推動納米與分子電子學領域的進一步發展，最終造福人類社會。本書所涵蓋的知識將深刻影響信息技術、能源、材料、生物醫學等多個領域，開啓一個更加智能、高效、可持續的未來。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書的時候，我最先被它厚實的質感所吸引，紙張的觸感很好，印刷也十分精美，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我一直對那些能夠改變人類生活方式的顛覆性技術非常感興趣，而納米和分子電子學無疑是其中最前沿、最具潛力的領域之一。我希望這本書能夠清晰地闡述這一領域的核心概念，比如納米材料的特性是如何被利用來構建電子元件的，以及分子電子學在信息存儲、信號處理等方麵展現齣的獨特優勢。我尤其好奇的是，當前的研究進展到瞭什麼程度？有哪些突破性的發現和技術已經初露端倪，又有哪些潛在的應用場景是值得我們關注的？這本書會不會探討一些實際的實驗案例，讓我能夠更直觀地理解這些抽象的理論？我希望它能像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越這個復雜而迷人的科學世界，讓我不僅能瞭解“是什麼”，更能理解“為什麼”和“怎麼做”。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對前沿科技充滿熱情的科技愛好者，而“納米與分子電子學”這個書名，無疑是我近期最期待的讀物之一。我一直被那些能夠突破物理極限、 miniaturize 各種功能的小型化技術所吸引。這本書給我最直觀的感受是，它似乎在描繪一個由原子和分子構成的微觀世界，在這個世界裏，電子不再是我們熟悉的“流水”，而是以一種全新的、更加精妙的方式被操控和利用。我非常好奇，在如此微小的尺度下，科學傢們是如何實現對電荷的精確控製，又是如何構建齣能夠執行復雜運算的器件的？我期望這本書能夠為我揭示納米材料在電子學中的關鍵作用，以及分子電子學所帶來的革命性潛力。我想知道，這些看似遙不可及的技術，離我們的日常生活還有多遠？它們將如何改變我們的計算方式、通信方式，甚至能源利用方式？我希望這本書能以一種引人入勝的方式，帶我進入這個充滿無限可能的微觀宇宙。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠改變世界、影響未來的科學技術抱有濃厚的興趣，而“納米與分子電子學”這個書名，更是精準地擊中瞭我的關注點。這本書給我的第一印象是，它似乎在描繪一個我們日常生活中觸不可及的微觀世界，在這個世界裏，構成萬物的基本單元——原子和分子，被賦予瞭前所未有的功能，從而構建齣全新的電子器件。我非常好奇，在如此小的尺度下，科學傢們是如何實現對電荷的精確控製，又是如何設計齣能夠執行計算和信息處理的“分子機器”的？我希望這本書能夠清晰地闡述納米材料在電子學中的關鍵作用，以及分子電子學所帶來的革命性潛力。我想知道，這些聽起來非常“科幻”的技術，離我們的現實生活還有多遠？它們將如何改變我們的智能手機、電腦，甚至能源存儲方式？我期待這本書能夠以一種既有深度又不失趣味的方式，帶領我領略這個充滿無限可能的微觀科技世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引眼球瞭，深邃的藍色背景上，閃爍著微小的光點，仿佛是正在運轉的納米器件，又像是宇宙深處的星辰，給人一種科技感和未來感。我一直對微觀世界的奧秘充滿好奇，而“納米與分子電子學”這個標題更是直擊我的興趣點。雖然我並非這個領域的專業研究者，但我對它所描繪的前景——利用納米和分子級彆的材料來構建全新的電子器件，以及由此可能帶來的計算能力、能源效率和器件小型化的飛躍，充滿瞭無限的遐想。我期望這本書能夠以一種相對易懂的方式，帶領我進入這個令人著迷的領域，瞭解它的基本原理，關鍵技術，以及那些正在改變世界的研究進展。我想知道，究竟是什麼樣的材料，如何實現電荷的傳輸和控製？分子電子學又與傳統的半導體電子學有什麼本質的區彆？那些在實驗室中閃耀的微小奇跡，最終會如何融入我們的日常生活，帶來更智能、更便捷的體驗？我希望這本書能解答我的這些疑問，並且激發我更深入的探索欲望，讓我對未來的科技發展有一個更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科學發展脈絡感興趣的讀者，我一直密切關注著那些能夠重塑我們認知的領域。“納米與分子電子學”這個名字，立刻勾起瞭我對未來科技發展趨勢的好奇心。我曾經聽說過，納米技術能夠極大地提升材料的性能，而分子電子學更是將電子器件的尺寸推嚮瞭前所未有的極限。我希望這本書能夠深入淺齣地介紹這一領域的核心理論，例如量子力學在納米尺度下的錶現，以及如何利用分子本身的特性來實現電子功能。我尤其關注的是，目前有哪些實際的應用正在被開發，或者已經取得瞭初步的成功？這本書會不會提及一些具體的材料，比如碳納米管、石墨烯，或者有機半導體，以及它們在構建新型電子器件中的獨特優勢？我期待這本書能夠為我打開一扇瞭解未來電子學發展方嚮的窗戶，讓我能夠更清晰地看到科技進步的下一個浪潮。