目錄
《納米科學(xué)與技術(shù)》叢書序
序
前言
上卷
第1章 有機(jī)功能分子（π共輒分子）的設(shè)計和合成 1
1.1 稠環(huán)芳是 1
1.1.1 一維線型多并苯類化合物 1
1.1.2 納米石墨烯分子 4
1.1.3 曲面稠環(huán)芳烴分子 17
1.2 含有雜原子的共輒體系 25
1.2.1 含有硫族元素的共輒體系 26
1.2.2 含有氮族元素的共輒體系 40
1.3 電子給體受體功能分子 45
1.4 小結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 45
第2章 有機(jī)共軛材料中的載流子傳輸理論 57
2.1 引言 57
2.1.1 有機(jī)半導(dǎo)體中的電荷傳輸理論簡介 57
2.1.2 影響遷移率的因素 60
2.2 局域跳躍機(jī)制下理論預(yù)測載流子遷移率 62
2.2.1 電荷轉(zhuǎn)移速率理論：從經(jīng)典到量子 63
2.2.2 電荷擴(kuò)散模擬 64
2.2.3 電荷傳輸參數(shù)的計算 65
2.2.4 基于經(jīng)典速率公式和近似擴(kuò)散系數(shù)的研究 69
2.2.5 分子尺度以及晶體結(jié)構(gòu)對遷移率的影響 73
2.2.6 高遷移率的分子設(shè)計思路 76
2.2.7 量子核隧穿效應(yīng)以及超越微擾論 77
2.3 小極化子機(jī)制：基于Holstein-Peierls 模型的第一性描述 80
2.3.1 茶單晶的Holstein-Peierls 模型 81
2.3.2 分子內(nèi)及分子間振動的地位 82
2.3.3 溫度和壓強(qiáng)效應(yīng) 82
2.4 總結(jié)與展望 84
參考文獻(xiàn) 85
第3章 有機(jī)納米和分子器件物理與研究方法 90
3.1 引言 90
3.2 載流子 91
3.3 有機(jī)納米和分于器件中的兩種物理現(xiàn)象 93
3.3.1 庫侖阻塞與庫侖臺階 93
3.3.2 近藤效應(yīng) 95
3.4 分子器件的研究方法 97
3.4.1 1B膜技術(shù) 97
3.4.2 掃描隧道顯微鏡技術(shù) 98
3.4.3 納米間隙電極 101
3.4.4 其他方法 104
3.5 總結(jié)與展望 106
參考文獻(xiàn) 106
第4章 碳納米曹 109
4.1 碳納米管簡介 109
4.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 111
4.2.1 碳納米管的幾何結(jié)構(gòu) 111
4.2.2 單壁碳納米管的布里淵區(qū) 114
4.2.3 碳納米管的性質(zhì) 116
4.3 碳納米管的制備 118
4.3.1 單璧碳納米管的制備 119
4.3.2 陣列多壁碳納米管制備 122
4.4 碳納米管的化學(xué) 124
4.4.1 碳納米管的共價化學(xué) 124
4.4.2 碳納米管的非共價化學(xué) 131
4.4.3 碳納米管的管內(nèi)填充 135
4.4.4 碳納米管的化學(xué)組裝與自組裝 137
4.5 碳納米管的應(yīng)用 142
4.5.1 碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNTFET) 142
4.5.2 碳納米管傳感器 146
4.5.3 碳納米管在鈕離子電池中的應(yīng)用 149
4.5.4 碳納米管在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 152
4.6 存在問題與發(fā)展趨勢 156
參考文獻(xiàn) 158
第5章 石墨烯 172
5.1 簡介 172
5.1.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì) 172
5.1.2 石墨烯的化學(xué)性質(zhì) 175
5.1.3 石墨烯的制備 179
5.2 影響石墨烯場效應(yīng)晶體管性能的因素 181
5.2.1 襯底 184
5.2.2 石墨烯與金屬電極的接觸 187
5.2.3 晶界對石墨烯性質(zhì)的影響 194
5.2.4 大面積單晶石墨烯的制備 207
5.2.5 石墨烯的轉(zhuǎn)移 227
5.3 石墨烯電學(xué)性能的調(diào)控 229
5.3.1 石墨烯的p 型摻雜 230
5.3.2 石墨烯的n 型摻雜 232
5.3.3 石墨烯的帶隙調(diào)控 235
5.4 總結(jié)與展望 236
參考文獻(xiàn) 237
第6章 有機(jī)單分子器件 262
6.1 引言 262
6.2 基于金屬電極的單分子器件 263
6.2.1 金屬電極對的制備方法 263
6.2.2 雙電極單分子器件 267
6.2.3 三電極單分子器件 271
6.2.4 復(fù)合器件 274
6.3 碳基電極的單分子器件 277
6.3.1 碳納米管電極對制備法 277
6.3.2 新一代的碳基單分子晶體管 279
6.3.3 單分子層晶體管 285
6.3.4 第二代石墨烯基的單分子器件 288
6.4 單分子邏輯器件 289
6.4.1 分子開關(guān) 290
6.4.2 單分子處理器 295
6.4.3 單分子環(huán)振蕩椿 297
6.5 挑戰(zhàn)和機(jī)遇 299
參考文獻(xiàn) 300
第7章 有機(jī)光電高密度信息存儲材料和器件 313
7.1 引言 313
7.2 高密度電信息存儲 314
7.2.1 高密度電信息存儲材料研究進(jìn)展 314
7.2.2 高密度電信息存儲技術(shù)研究進(jìn)展 324
7.3 高密度光信息存儲 327
7.3.1 高密度光信息存儲材料 327
7.3.2 高密度光存儲技術(shù) 337
7.4 多功能存儲 342
7.4.1 多位信息存儲 342
7.4.2 多模式存儲 346
7.5 光電高密度信息存儲發(fā)展展望 352
參考文獻(xiàn) 353
第8章 有機(jī)發(fā)光二極管 362
8.1 引言 362
8.2 有機(jī)發(fā)光二極管的基礎(chǔ)知識 363
8.2.1 有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)展歷程 363
8.2.2 有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu) 364
8.2.3 有機(jī)發(fā)光二極管的應(yīng)用簡介 367
8.2.4 有機(jī)發(fā)光二極管的制備 369
8.2.5 有機(jī)發(fā)光三極管的基礎(chǔ)物理 371
8.2.6 有機(jī)發(fā)光二極管的性能指標(biāo) 374
8.3 有機(jī)發(fā)光二極管在材料和器件研究方面的新進(jìn)展 376
8.3.1 紅光材料 376
8.3.2 綠光材料 387
8.3.3 藍(lán)光材料 390
8.3.4 白光材料 397
8.3.5 紫外光和紅外光材料 401
8.3.6 熱活化延遲熒光材料 402
8.3.7 載流子傳輸、阻擋材料 406
8.3.8 熒光和磷光主體材料 413
8.3.9 白光器件 417
8.3.10 改善載流子的注入 418
8.3.11 改善載流子的傳輸 419
8.3.12 增加出射光的外耦合效率 420
8.3.13 有機(jī)發(fā)光二極管的顏色調(diào)節(jié) 422
8.3.14 改善有機(jī)發(fā)光二極管的對比皮 424
8.3.15 提高有機(jī)發(fā)光二極管的壽命 424
8.4 總結(jié)與展望 425
參考文獻(xiàn) 427
第9章 有機(jī)太陽能電池 446
9.1 引言 446
9.2 聚合物太陽能電池 447
9.2.1 基本原理 447
9.2.2 性能參數(shù) 447
9.2.3 分類 449
9.2.4 有機(jī)光伏材料 452
9.3 染料敏化納晶太陽能電池 457
9.3.1 染料敏化電池研究起源 457
9.3.2 電池結(jié)構(gòu)與工作原理 458
9.3.3 提高電池光電流 460
9.3.4 提高電池光電壓 463
9.3.5 提高電池填充因子 465
9.3.6 提高電池穩(wěn)定性 467
9.3.7 其他類型太陽能電池 473
參考文獻(xiàn) 474
索引 481
彩圖
下卷
第10章 有機(jī)場效應(yīng)晶體管 487
10.1 有機(jī)場效應(yīng)晶體管簡介 487
10.2 OFETs基本原理 487
10.2.1 OFETs的結(jié)構(gòu) 487
10.2.2 OFETs工作原理 488
10.2.3 OFETs的分類 490
10.2.4 OFETs的性能 491
10.2.5 有機(jī)半導(dǎo)體材料 494
10.2.6 OFETs的介電層 505
10.2.7 OFETs的電極材料 513
10.2.8 OFETs的制備技術(shù) 515
10.2.9 影響OFETs性能的因素 519
10.2.10 OFETs的應(yīng)用 523
10.3 總結(jié)與展望 528
參考文獻(xiàn) 530
第11章 有機(jī)微/納場效應(yīng)晶體管 541
11.1 有機(jī)半導(dǎo)體微/納結(jié)構(gòu)的制備 541
11.1.1 氣相法 541
11.1.2 液相法 545
11.1.3 其他方法 556
11.2 有機(jī)微/納場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu) 560
11.3 有機(jī)微/納場效應(yīng)晶體管的制備 562
11.3.1 有機(jī)微/納結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移 562
11.3.2 有機(jī)半導(dǎo)體微/納晶體場效應(yīng)晶體管電極制備 566
11.4 有機(jī)微/納場效應(yīng)晶體管的性能 572
11.5 有機(jī)微/納場效應(yīng)晶體管的應(yīng)用 577
11.6 總結(jié)與展望 580
參考文獻(xiàn) 580
第12章 有機(jī)光導(dǎo)體及應(yīng)用 586
12.1 背景介紹 586
12.1.1 靜電照相技術(shù)的歷史 586
12.1.2 靜電照相過程簡介 587
12.1.3 靜電照相的原理 587
12.2 有機(jī)光導(dǎo)體 589
12.3 有機(jī)光導(dǎo)材料 590
12.3.1 酞菁顏料 592
12.3.2 偶氮顏料 595
12.3.3 方酸類顏料 596
12.3.4 苝系顏料 596
12.3.5 電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物 597
12.4 有機(jī)光導(dǎo)材料的光導(dǎo)機(jī)理 597
12.4.1 光生機(jī)理的定義和模型 597
12.4.2 光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 598
12.5 納米有機(jī)光導(dǎo)材料 599
12.6 機(jī)會與前景 600
參考文獻(xiàn) 601
第13章 分子磁性材料與器件 605
13.1 物質(zhì)磁性的基本知識 606
13.1.1 物質(zhì)的磁性 606
13.1.2 居里-外斯定律 607
13.1.3 磁體 609
13.2 三維磁體 611
13.2.1 分子基三維磁體的發(fā)現(xiàn) 611
13.2.2 氨基橋聯(lián)分子基磁體 614
13.2.3 疊氮根橋聯(lián)的分子基磁體 617
13.2.4 含有其他橋聯(lián)配體的三維磁體 617
13.3 高低自旋轉(zhuǎn)換分子材料 619
13.3.1 熱致自旋轉(zhuǎn)換化合物 620
13.3.2 光致自旋轉(zhuǎn)換化合物 623
13.4 單分子磁體和單鏈磁體 628
13.4.1 單分子磁體 629
13.4.2 單鏈磁體 640
13.5 手性分子磁體 647
13.5.1 具有于性結(jié)構(gòu)的氧氮自由基橋聯(lián)分子磁體 648
13.5.2 具有手性結(jié)構(gòu)的疊氮橋聯(lián)分子磁體 648
13.5.3 具有手性結(jié)構(gòu)的氟基橋聯(lián)分子磁體 650
13.5.4 具有于性結(jié)構(gòu)的羧酸橋聯(lián)分子磁體 653
參考文獻(xiàn) 653
第14章 有機(jī)非線性光學(xué)材料 662
14.1 非線性光學(xué)簡介 662
14.2 有機(jī)二階非線性光學(xué)發(fā)色團(tuán) 663
14.2.1 有機(jī)二階非線性光學(xué)發(fā)色團(tuán)發(fā)展歷史及相關(guān)理論 664
14.2.2 兼具大的非線性光學(xué)性能和良好光學(xué)透明性的有機(jī)二階非線性光學(xué)發(fā)色團(tuán) 666
14.3 有機(jī)二階非線性光學(xué)高分子 672
14.3.1 線型有機(jī)二階非線性光學(xué)高分子 673
14.3.2 二階非線性光學(xué)樹狀高分子 678
14.3.3 二階非線性光學(xué)超枝化高分子 689
14.4 有機(jī)三階非線性光學(xué)材料 693
14.5 展望 697
參考文獻(xiàn) 698
第IS章 生物分子納米機(jī)器 707
15.1 核酸分子機(jī)器 707
15.1.1 核酸發(fā)現(xiàn)簡史 707
15.1.2 核酸分子機(jī)器的類型 708
15.1.3 環(huán)境因素調(diào)控的DNA 分子機(jī)器 714
15.1.4 DNA 分子機(jī)器的應(yīng)用 720
15.2 蛋白質(zhì)分子機(jī)器 725
15.2.1 旋轉(zhuǎn)式蛋白質(zhì)馬達(dá) 726
15.2.2 直線運(yùn)動的蛋白質(zhì)馬達(dá) 728
15.3 展望 733
參考文獻(xiàn) 734
第16章 有機(jī)納米材料與分子傳感體系 737
16.1 概述 737
16.1.1 有機(jī)納米材料 737
16.1.2 化學(xué)生物傳感器 737
16.2 分子傳感體系 739
16.2.1 基于主客體超分子化學(xué)的分子傳感體系 739
16.2.2 基于共軛聚合物的分子傳感體系 761
16.2.3 基于生物大分子的分子傳感體系 796
16.3 展望 804
參考文獻(xiàn) 804
第17章 有機(jī)半導(dǎo)體激光 815
17.1 引言 815
17.2 有機(jī)半導(dǎo)體激光的基本原理 816
17.2.1 激光器的構(gòu)造以及激光的特性 816
17.2.2 自發(fā)發(fā)射、受激發(fā)射與受激吸收 816
17.2.3 光的放大 818
17.3 有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光材料受激發(fā)射的研究方法 820
17.3.1 瞬態(tài)泵浦探測光譜研究 820
17.3.2 放大自發(fā)射研究 822
17.4 有機(jī)半導(dǎo)體激光的材料體系和諧振腔結(jié)構(gòu) 824
17.4.1 有機(jī)半導(dǎo)體激光的材料體系 824
17.4.2 有機(jī)半導(dǎo)體激光的諧振腔結(jié)構(gòu) 827
17.5 有機(jī)晶體激光 830
17.5.1 有機(jī)晶體的發(fā)光效率與分子堆積模式的關(guān)系 831
17.5.2 幾種具有高發(fā)光效率的有機(jī)晶體的放大自發(fā)射和激光 833
17.6 有機(jī)電泵浦激光研究進(jìn)展 838
17.6.1 有機(jī)電泵浦激光 838
17.6.2 間接電泵浦有機(jī)激光 842
17.7 總結(jié)與展望 843
參考文獻(xiàn) 844
附錄 縮略語 850
索引 860
彩圖