二維原子晶體材料如石墨烯、二硫化鉬、二硫化鎢、黑磷和硼單層是近年來學(xué)術(shù)界最熱門的研究領(lǐng)域之一，對二維材料的物性研究、新工藝/新方法探索以及對其構(gòu)筑微納器件的全面發(fā)展，將對科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。《二維原子晶體材料和器件》以南京航空航天大學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點實驗室研究團(tuán)隊多年的研究成果為基礎(chǔ)，匯集了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，以專業(yè)的視角和通俗易懂的語言，系統(tǒng)介紹各種典型二維材料和器件的重要研究成果。內(nèi)容主要包括：二維材料的物理性能、制備技術(shù)及表征方法、傳感器/驅(qū)動/能量轉(zhuǎn)換器件構(gòu)筑和性能調(diào)控；闡述了石墨烯、二硫化鉬、二硫化鎢、黑磷等二維材料在場效應(yīng)晶體管、光電探測器、柔性電子器件以及異質(zhì)結(jié)器件方面研究進(jìn)展，展望二維材料未來的研究方向與應(yīng)用前景。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 二維原子晶體材料概述 4
1.3 本章小結(jié) 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 石墨烯二維原子晶體材料和器件 11
2.1 引言 11
2.1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn) 12
2.1.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)特點 13
2.2 石墨烯的基本物理性質(zhì) 14
2.2.1 光學(xué)性質(zhì) 14
2.2.2 電學(xué)性質(zhì) 15
2.2.3 磁學(xué)性質(zhì) 18
2.2.4 熱學(xué)性質(zhì) 21
2.2.5 力學(xué)性質(zhì) 22
2.3 石墨烯的制備 23
2.3.1 機(jī)械剝離法 24
2.3.2 SiC外延生長法 25
2.3.3 氧化還原法 27
2.3.4 液相剝離法 30
2.3.5 化學(xué)氣相沉積法 31
2.3.6 其他制備方法 36
2.4 石墨烯的表征 36
2.4.1 光學(xué)顯微鏡 36
2.4.2 拉曼光譜 38
2.4.3 掃描電子顯微鏡 39
2.4.4 透射電子顯微鏡 40
2.4.5 原子力顯微鏡 42
2.5 石墨烯器件應(yīng)用 43
2.5.1 場效應(yīng)晶體管 43
2.5.2 光電探測器 46
2.5.3 太陽能電池 51
2.5.4 氣體傳感器 53
2.5.5 能量儲存和轉(zhuǎn)換器件 55
2.6 石墨烯在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 59
2.7 本章小結(jié) 61
參考文獻(xiàn) 61
第3章 二維過渡金屬硫?qū)倩衔镌泳w材料和器件 68
3.1 引言 68
3.2 TMDCs的晶體結(jié)構(gòu) 68
3.3 TMDCs的基本物理性質(zhì) 70
3.3.1 電學(xué)性能 70
3.3.2 光學(xué)性能 72
3.3.3 力學(xué)性能 74
3.3.4 熱學(xué)性能 74
3.4 TMDCs制備方法 75
3.4.1 機(jī)械剝離法 75
3.4.2 液相剝離法 76
3.4.3 化學(xué)氣相沉積法 77
3.4.4 電化學(xué)沉積法 81
3.4.5 分子束外延法 82
3.5 2D TMDCs電子器件應(yīng)用 83
3.5.1 場效應(yīng)晶體管 83
3.5.2 雙極性晶體管 89
3.5.3 太陽能電池 91
3.5.4 發(fā)光二極管 93
3.5.5 光電探測器 94
3.5.6 激光器 96
3.6 2D TMDCs能量轉(zhuǎn)換器件和存儲器件應(yīng)用 97
3.6.1 能量轉(zhuǎn)換器件 98
3.6.2 可充電能量儲存器件 102
3.6.3 微型能源器件 107
3.7 本章小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 108
第4章 黑磷二維原子晶體材料和器件 127
4.1 引言 127
4.2 黑磷的晶體結(jié)構(gòu)特征 128
4.3 黑磷的基本物理性質(zhì) 130
4.3.1 黑磷的電學(xué)性質(zhì) 130
4.3.2 黑磷的光學(xué)性質(zhì) 132
4.3.3 黑磷的磁學(xué)性質(zhì) 135
4.3.4 黑磷的熱學(xué)性質(zhì) 136
4.3.5 黑磷的力學(xué)性質(zhì) 137
4.4 黑磷的制備方法 137
4.4.1 體相黑磷的制備 137
4.4.2 二維黑磷的制備 138
4.5 黑磷的器件應(yīng)用 143
4.5.1 黑磷的電輸運 143
4.5.2 黑磷光電器件 144
4.5.3 黑磷場效應(yīng)晶體管 148
4.5.4 黑磷存儲器 151
4.5.5 黑磷生化傳感器 152
4.5.6 黑磷能量轉(zhuǎn)換器件 154
4.6 本章小結(jié) 156
參考文獻(xiàn) 156
第5章 硼基二維原子晶體材料和器件 170
5.1 引言 170
5.2 硼烯的研究歷程 170
5.2.1 硼團(tuán)簇 172
5.2.2 硼烯的結(jié)構(gòu) 174
5.3 硼烯的性質(zhì) 180
5.3.1 二維硼的電學(xué)性質(zhì) 180
5.3.2 二維硼的磁學(xué)性質(zhì) 182
5.3.3 二維硼的光學(xué)性質(zhì) 183
5.3.4 二維硼的力學(xué)性能 184
5.3.5 二維硼的化學(xué)性能 184
5.4 硼烯的制備 185
5.4.1 硼納米結(jié)構(gòu)的制備 185
5.4.2 硼烯的制備方法 186
5.5 硼烯的潛在應(yīng)用 189
5.5.1 二維硼在光電器件方面的應(yīng)用 189
5.5.2 二維硼在能量存儲與轉(zhuǎn)換器件方面的應(yīng)用 190
5.5.3 二維硼的其他應(yīng)用 192
5.6 本章小結(jié) 192
參考文獻(xiàn) 193
第6章 其他二維原子晶體材料 202
6.1 引言 202
6.2 單元素二維原子晶體 202
6.2.1 硅烯 202
6.2.2 鍺烯 207
6.2.3 錫烯 211
6.2.4 砷烯？銻烯和鉍烯 213
6.3 雙元素二維原子晶體 215
6.3.1 六方氮化硼 215
6.3.2 六方結(jié)構(gòu)氮化碳 220
6.4 本章小結(jié) 225
參考文獻(xiàn) 225
常用物理常數(shù)表 235
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