分子（纳米）器件包括分子(纳米)尺度的器件和分子（纳米）材料在器件中的应用[也称为分子（纳米）材料器件]两大类别。有机分子（纳米）材料是其主要材料基础。具有光、电、磁功能的分子（纳米）材料及其器件的研究是材料领域的重要前沿课题。 本书分两卷，共17章，较全面地介绍了目前有机纳米与分子器件前沿领域的重要研究结果。主要包括分子材料、纳米材料的设计、合成、器件的物理基础和载流子传输理论，分子尺度器件，以及有机发光二极管、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、生物传感器等分子（纳米）材料器件。并且对该领域未来的发展进行了展望。
样章试读
目录
《纳米科学与技术》丛书序
序
前言
上 卷
第1章有机功能分子(π共轭分子)的设计和合成 1
1. 1稠环芳烃 1
1.1.1 一维线型多并苯类化合物 1
1.1.2纳米石墨烯分子 4
1.1.3曲面稠环芳烃分子 17
1.2含有杂原子的共辗体系 25
1.2.1含有硫族元素的共轭体系 26
1.2.2含有氮族元素的共轭体系 40
1. 3 电子给体-受体功能分子 45
1.4 小 45
参考文献 45
第2章有机共轭材料中的载流子传输理论 57
2.1引言 57
2.1.1有机半导体中的电荷传输理论简介 57
2.1.2影响迁移率的因素 60
2.2局域跳跃机制下舰预测载流子迁移率 62
2.2.1电荷转移速率理论:从经典到量子 63
2. 2. 2电荷扩散模拟 64
2.2.3电荷传输参数的计算 65
2.2.4基于经典速率公式和近似扩散系数的研究 69
2.2.5分子尺度以及晶体结构对迁移率的影响 73
2.2.6高迁移率的分子设计思路 76
2.2.7量子核隧穿效应以及超越微扰论 77
2. 3小极化子机制：基于Holstein-Peierls模型的第一性描述 80
2. 3. 1 蔡单晶的 Holstein-Peierls 模型 81
2.3.2分子内及分子间振动的地位 82
2.3.3温度和压强效应 82
2.4 总结与展望 84
参考文献 85
第3章有机纳米和分子器件物理与研究方法 90
3.1 引言 90
3.2载流子 91
3.3有机纳米和分子器件中的两种物理现象 93
3.3.1库仑阻塞与库仑台阶 93
3.3.2近藤效应 95
3.4分子器件的研究方法 97
3.4.1 LB 膜技术 97
3.4.2扫描隧道显微镜技术 98
3.4.3纳米间隙电极 101
3.4.4其他方法 104
3.5 总结与展望 106
参考文献 106
第4章碳纳米管 109
4. 1碳纳米管简介 109
4.2碳纳米管的结构与性质 111
4.2.1碳纳米管的几何结构 111
4.2.2单壁碳纳米管的布里渊区 114
4.2.3碳纳米管的性质 116
4.3碳纳米管的制备 118
4.3.1单壁碳纳米管的制备 119
4.3.2阵列多壁碳纳米管制备 122
4.4碳纳米管的化学 124
4.4.1碳纳米管的共价化学 124
4.4.2碳纳米管的非共价化学 131
4.4.3碳纳米管的管内填充 135
4.4.4碳纳米管的化学组装与自且装 137
4.5碳纳米管的应用 142
4.5.1碳纳米管场效应晶体管(CNTFET) 142
4.5.2碳纳米管传感器 146
4.5.3碳纳米管在锂离子电池中的应用 149
4.5.4碳纳米管在生物医学中的应用 152
4.6存在问题与发展趋势 156
参考文献 158
第5章石墨烯 172
5.1 简介 172
5.1.1石墨烯的结构与物理性质 172
5.1.2石墨烯的化学性质 175
5.1.3石墨烯的制备 179
5.2影响石麵场效应晶体管性能的因素 181
5.2.1 衬底 184
5.2.2石墨烯与金属电极的接触 187
5.2.3晶界对石墨烯性质的影响 194
5.2.4大面鮮晶石墨烯的制备 207
5.2.5石墨烯的转移 227
5.3石墨烯电学性能的调控 229
5.3.1石墨烯的p型掺杂 230
5.3.2石墨烯的n型掺杂 232
5.3.3石墨烯的带隙调控 235
5. 4 总结与廳 236
参考文献 237
第6章有机单分子器件 262
6.1 引言 262
6.2基于金属电极的单分子器件 263
6.2.1金属电极对的制备方法 263
6.2.2双电极单分子器件 267
6.2.3三电极单分子器件 271
6.2.4复合器件 274
6. 3碳基电极的单分子器件 277
6.3.1碳纳米管电极对制备法 277
6.3.2新一代的碳基单分子晶体管 279
6.3.3单分子层晶体管 285
6.3.4第二代石墨烯基的单分子器件 288
6. 4单分子逻辑器件 289
6.4.1 分子开关 290
6.4.2单分子处1!器 295
6.4.3单分子环振荡器 297
6.5 挑战和机遇 299
参考文献 300
第7章有机光电高密度信息存储材料和器件 313
7.1 引言 313
7.2高密度电信息存储 314
7.2.1高密度电信息存储材料研究进展 314
7.2.2高密度电信息存储技术研究进展 324
7.3高密度光信息存储 327
7. 3.1高密度光信息存储材料 327
7.3.2高密度光存储技术 337
7.4多功能存储 342
7.4.1多位信息存储 342
7.4.2多模式存储 346
7.5光电高密度信息存储发展展望 352
参考文献 353
第8章有机发光二极管 362
8.1 引言 362
8.2有机发光二极管的基础知识 363
8.2.1有机发光二极管的发展历程 363
8.2.2有机发光二极管的结构 364
8.2.3有机发光二极管的应用简介 367
8.2.4有机发光二极管的制备 369
8.2.5有机发光二极管的基础物理 371
8.2.6有机发光二极管的性能指标 374
8. 3有机发光二极管在材料和器件研究方面的新进展 376
8.3.1 红光材料 376
8.3.2 绿光材料 387
8.3.3蓝光材料 390
8.3.4 白光材料 397
8.3.5紫外光和红外光材料 401
8.3.6热活化延迟荧光材料 402
8.3.7载流子传输、阻挡材料 406
8. 3. 8荧光和磷光主体材料 413
8.3.9白光器件 417
8.3.10改善载流子的注人 418
8.3.11改善载流子的传输 419
8.3.12增加出射光的外耦合效率 420
8.3.13有机发光二极管的颜色调节 422
8.3.14改善有机发光二极管的对比度 424
8.3.15提高有机发光二极管的寿命 424
8.4 总结与展望 425
参考文献 427
第9章有机太阳能电池 446
9.1 引言 446
9.2聚合物太阳能电池 447
9.2.1基本原理 447
9.2.2性能参数 447
9. 2. 3 分类 449
9.2.4有机光伏材料 452
9.3染料敏化纳晶太阳能电池 457
9.3.1染料敏化电池研究起源 457
9. 3. 2 电池结构与工作原理 458
9.3.3 提高电池光电流 460
9.3.4 提高电池光电压 463
9.3.5提高电池填充因子 465
9.3.6提高电池稳定性 467
9.3.7其他类型太阳能电池 473
参考文献 474
索引 481
彩图
下 卷
第1(章有机场效应晶体管 487
10.1有机场效应晶体管简介 487
10.2 OFETs 基本原理 487
10. 2.1 OFETs 的结构 487
10. 2. 2 OFETs 工作原理 488
10.2.3 OFETs 的分类 490
10.2.4 OFETs 的性能 491
10.2.5 有机半导体材料 494
10.2.6 OFETs 的介电层 505
10.2.7 OFETs的电极材料 513
10.2.8 OFETs的制备技术 515
10.2.9影响OFETs性能的因素 519
10. 2.10 OFETs 的应用 523
10.3总结与展望 528
参考文献 530
第11章有机微/纳场效应晶体管 541
11. 1有机半导体微/纳结构的制备 541
11.1.1 气相法 541
11.1.2 液相法 545
11.1.3其他方法 556
11.2有机微/纳场效应晶体管的结构 560
11.3有机微/纳场效应晶体管的制备 562
11.3.1有机/纳结构的转移 562
11.3.2有机半导体微/纳晶体场效应晶体管电极制备 566
11.4有机微/纳场效应晶体管的性能 572
11.5有机微/纳场效应晶体管的应用 577
11.6 总结与展望 580
参考文献 580
第12章有机光导体及应用 586
12.1背景介绍 586
12.1.1静电照相技术的历史 586
12.1.2静电照相过程简介 587
12.1.3静电照相的原理 587
12.2有机光导体 589
12.3 有机光导材料 590
12.3.1酞菁颜料 592
12.3.2偶氮颜料 595
12.3.3 方酸类颜料 596
12.3.4 "系颜料 596
12.3.5电荷转移复合物 597
12.4有机光导材料的光导机理 597
12.4.1光生机理的定义和模型 597
12.4.2光诱导电子转移反应 598
12.5纳米有机光导材料 599
12.6机会与前景 600
参考文献 601
第13章分子磁性材料与器件 605
13.1物质磁性的基本知识 606
13.1.1 物质的磁性 606
13.1.2居里-外斯定律 607
13.1.3 磁体 609
13.2 三维磁体 611
13.2.1分子基三维磁体的发现 611
13.2.2氰基桥联分子基磁体 614
13.2.3叠氮根桥联的分子基磁体 617
13.2.4含有其他桥联配体的三维磁体 617
13.3高低自旋转换分子材料 619
13.3.1热致自旋转换化合物 620
13.3.2光致自旋转换化合物 623
13.4单分子磁体和单链磁体 628
13. 4.1单分子磁体 629
13.4.2 单链磁体 640
13.5手性分子磁体 647
13.5.1具有手性结构的氧氮自由基桥联分子磁体 648
13.5.2具有手性结构的叠氮桥联分子磁体 648
13.5.3具有手性结构的氰基桥联分子磁体 650
13.5.4具有手性结构的羧酸桥联分子磁体 653
参考文献 653
第14章有机非线性光学材料 662
14.1非线性光学简介 662
14.2有机二阶非线性光学发色团 663
14.2.1有机二阶非线性光学发色团发展历史及相关理论 664
14.2.2兼具大的非线性光学性能和良好光学透明性的有机二阶非线性光学
发色团 666
14.3有机二阶非线性光学高分子 672
14.3.1线型有机二阶非线性光学高分子 673
14.3.2 二阶非线性光学树状高分子 678
14. 3. 3 二阶非线性光学超枝化高分子 689
14.4有机三阶非线性光学材料 693
14.5 展望 697
参考文献 698
第15章生物分子纳米机器 707
15. 1 核酸分子机器 707
15.1.1核酸发现简史 707
15.1.2核酸分子机器的类型 708
15.1.3环境因素调控的DNA分子机器 714
15.1.4 DNA分子机器的应用 720
15.2蛋白质分子机器 725
15.2.1旋转式蛋白质马达 726
15.2.2直线运动的蛋白质马达 728
15.3 展望 733
参考文献 734
第16章有机纳米材料与分子传感体系 737
16.1 概述 737
16.1.1 有机纳米材料 737
16.1.2化学生物传感器 737
16.2分子传感体系 739
16.2.1基于主客体超分子化学的分子传感体系 739
16.2.2基于共轭聚合物的分子传感体系 761
16.2.3基于生物大分子的分子传感体系 796
16.3 展望 804
参考文献 804
第17章有机半导体激光 815
17.1 引言 815
17.2有机半导体激光的基本原理 816
17.2.1激光器的构造以及激光的特性 816
17.2.2自发发射、受激发射与受激吸收 816
17.2.3光的放大 818
17.3有机半导体发光材料受激发射的酿方法 820
17.3.1瞬态菜浦探测光谱研究 820
17.3.2放大自发射研究 822
17.4有机半导体激光的材料体系和谐振腔结构 824
17. 4.1有机半导体激光的材料体系 824
17.4.2有机半导体激光的谐振腔结构 827
17.5有机晶体激光 830
17.5.1有机晶体的发光效率与分子堆积模式的关系 831
17.5.2几种具有高发光效率的有机晶体的放大自发射和激光 833
17.6有机电泵浦激光研究进展 838
17.6.1有机电菜浦激光 838
17.6.2间接电菜浦有机激光 842
17.7总结与展望 843
参考文献 844
附录缩略语 850
索引1 860
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