Nanostructures and nanomaterials synthesis, properties, and applications

《纳米结构和纳米材料合成、性能及应用(第2版)》

1绪论

1.1引言

1.2纳米技术的产生

1.3“自下而上”法和“自上而下”法

1.4纳米技术的挑战

1.5本书概况

参考文献

2固态表面的物理化学

2.1引言

2.2表面能

2.3化学势与表面曲率

2.4静电稳定化

2.4.1表面电荷密度

2.4.2固态表面附近电势

2.4.3范德瓦耳斯吸引势

2.4.4两粒子间相互作用：dlvo理论

2.5空间稳定化

2.5.1溶剂和聚合物

2.5.2聚合物层间相互作用

.2.5.3空间和静电复合相互作用

2.6总结

参考文献

3零维纳米结构：纳米粒子

3.1引言

3.2均匀成核形成纳米粒子

3.2.1均匀成核基础

3.2.2晶核的后续生长

3.2.2.1扩散控制的生长

3.2.2.2表面过程控制的生长

3.2.3金属纳米粒子的合成

3.2.3.1还原剂的影响

3.2.3.2其他因素的影响

3.2.3.3聚合物稳定剂的影响

3.2.4半导体纳米粒子的合成

3.2.5氧化物纳米粒子的合成

3.2.5.1溶胶凝胶法

3.2.5.2强制水解

3.2.5.3离子的控制释放

3.2.6气相反应

3.2.7固态相分离

3.3非均匀成核形成纳米粒子

3.3.1非均匀成核基础

3.3.2纳米粒子合成

3.4纳米粒子的动力学限域合成

3.4，1胶束或微乳液中合成

3.4.2气溶胶合成

3.4.3生长终止

3.4.4雾化热解

3.4.5模板合成

3.5外延核壳纳米粒子

3.6总结

参考文献

4维纳米结构：纳米线和纳米棒

4.1引言

4.2自发生长

4.2.1蒸发(溶解)冷凝生长

4.2.1.1蒸发(溶解)冷凝生长基本原理

4.2.1.2蒸发冷凝生长

4.2.1.3溶解冷凝生长

4.2.2气相(或溶液)液相固相(vls或sls)生长

4.1.2.1vls和sls生长的基本原理

4.2.2.2不同纳米线的vls生长

4.2.2.3纳米线尺寸的控制

4.2.2.4前驱体和催化剂

4.2.2.5溶液液态固态生长

4.2.3应力诱导再结晶

4.3基于模板合成

4.3.1电化学沉积

4.3.2电泳沉积

4.3.3模板填充

4.3.3，1胶态分散体填充

4.3.3.2熔融和溶液填充

·4.3.3.3化学气相沉积

4.3.3.4离心沉积

4.3.4通过化学反应转换

4.4静电纺丝

4.5光刻

4.6总结

参考文献

5二维纳米结构：薄膜

5.1引言

5.2薄膜生长的基本原理

5.3真空科学

5.4物理气相沉积(pvd)

5.4.1蒸发

5.4.2分子束外延生长(mbe)

5.4.3溅射

5.4.4蒸发和溅射的比较

5.5化学气相沉积(cvd)

5.5.1典型的化学反应

5.5.2反应动力学

5.5.3输运现象

5.5.4cvd方法
5.5.5cvd法制备金刚石薄膜

5.6原子层沉积

5.7超晶格

5.8自组装

5.8.1有机硅单分子层或硅烷衍生物

5.8.2烷基硫醇和硫化物的单分子层

5.8.3羧酸、胺、乙醇的单分子层

5.9朗缪尔布洛杰特薄膜

5.10电化学沉积

5.11溶胶凝胶薄膜

5.12总结

参考文献

6特殊纳米材料

6.1引言

6.2碳富勒烯和纳米管

6.2.1碳富勒烯

6.2.2富勒烯衍生晶体

6.2.3碳纳米管

6.3微孔和介孔材料

6.3.1有序介孔结构

6.3.2无序介孔结构

6.3.3晶态微孔材料：沸石

6.4核壳结构

6.4.1金属氧化物结构

6.4.2金属聚合物结构

6.4.3氧化物聚合物纳米结构

6.5有机无机杂化物

6.5.1第类杂化物

6.5.2第二类杂化物

6.6插层化合物

6.7纳米复合材料和纳米晶材料

6.8反转蛋白石

6.9生物诱导纳米材料

6.10总结

参考文献

7物理法制备纳米结构

7.1引言

7.2刻蚀

7.2.1光刻

7.2.2相移光刻

7.2.3电子束光刻

7.2.4x射线光刻

7.2.5聚焦离子束(nb)光刻

7.2.6中性原子束光刻

7.3纳米操纵和纳米光刻

7.3.1扫描隧道显微镜(stm)

7.3.2原子力显微镜(afm)

7.3.3近场扫描光学显微镜(nsom)

7.3.4纳米操纵

7.3.5纳米光刻

7.4软光刻

7.4.1微接触印刷

7.4.2模塑

7.4.3纳米压印

7.4.4蘸笔纳米光刻

7.5纳米粒子及纳米线的组装

7.5.1毛细管力

7.5.2弥散相互作用

7.5.3剪切力辅助组装

7.5.4电场辅助组装

7.5.5共价键连接组装

7.5.6重力场辅助组装

7.5.7模板辅助组装

7.6其他微制造方法

7.7总结

参考文献

8纳米材料的表征和性能

8.1引言

8.2结构表征

8.2.1x射线衍射(xrd)

8.2.2小角度x射线散射(saxs)

8.2.3扫描电子显微镜(sem)

8.2.4透射电子显微镜(tem)

8.2.5扫描探针显微镜(spm)

8.2.6气体吸附

8.3化学表征

8.3.1光谱

8.3.2电子谱

8.3.3离子谱

8.4纳米材料的物理性能

8.4.1熔点和晶格常数

8.4.2力学性能

8.4.3光学性能

8.4.3.1表面等离子共振

8.4.3.2量子尺寸效应

8.4.4电导

8.4.4.1表面散射

8.4.4.2电子结构的变化

8.4.4.3量子输运

8.4.4.4微结构效应

8.4.5铁电体和电介质

8.4.6超顺磁性

8.5总结

参考文献

9纳米材料的应用

9.1引言

9.2分子电子学和纳米电子学

9.3纳米机器人

9.4纳米粒子的生物应用

9.5金纳米粒子催化剂

9.6带隙工程量子器件

9.6.1量子阱器件

9.6.2量子点器件

9.7纳米力学

9.8碳纳米管发射器

9.9纳米材料的能源应用

9.9.1光电化学电池

9.9.2锂离子充电电池

9.9.3储氢

9.9.4热电器件

9.10纳米材料的环境应用

9.11光子晶体和等离子波导

9.11.1光子晶体

9.11.2等离子波导

9.12总结

参考文献

附录

附录1元素周期表

附录2国际单位

附录3基本物理常数

附录414种三维晶格类型

附录5电磁波谱

附录6希腊字母表

索引

中文版后记

作者和译者简介