本书以低维碳材料构成的器件为主线，介绍纳米尺度碳材料的结构，以及用其构成的器件，包括碳纳米材料的同素异构体及其原子结构、电子结构；载流子扩散传输、弹道传输的条件和特性；场发射阴极结构和特性，原子分辨像和相干电子发射；碳60和巴基葱的结构与特性，以及用其构成的单电子管和电路；石墨烯的发现及其结构和特性，石墨烯的拓扑效应，以及用其构造的三极管和发展前景；碳纳米管的结构和特性，以及用其构成的纳电子器件和电路的特征，双极性三极管和电路特点等。突出器件信息加工过程中的量子效应、相位相干性，以及碳材料构造器件的非费米液体行为和关联电子学等有关问题。在此基础上探讨碳电子学的发展前景，为思考未来电子学的发展提供参考。 本书适合信息、物理、化学、材料等学科的大学本科生、研究生及相关科技人员、教学人员阅读参考。
样章试读
目录
- 《纳米科学与技术》丛书序
自序
前言
第0章 绪论
0.1 科技发展的机遇
0.2 纳电子学
0.2.1 三代电子器件
0.2.2 纳电子器件的主要特征
0.2.3 放大电信号的基本元件
0.2.4 从碳切入研究纳电子器件
0.3 摩尔定律之外
0.3.1 摩尔定律
0.3.2 量子调控
0.4 NBIC会聚技术
0.5 碳时代
参考文献
第1章 碳元素材料
1.1 碳的轨道杂化
1.2 碳的异构体
1.2.1 石墨与金刚石
1.2.2 碳纤维
1.2.3 富勒烯
1.2.4 碳纳米管
1.2.5 石墨烯
参考文献
第2章 C_60与巴基葱
2.1 C_60
2.2 巴基葱
2.2.1 巴基葱的制备
2.2.2 巴基葱的电学特性
2.3 富勒烯场效应三极管物理
2.3.1 分子的隧穿传输
2.3.2 分子通道的传输速率
2.3.3 压缩C_60时的能级排斥
2.3.4 机电单分子三极管
2.4 C_60单电子管
2.5 单电子管电路
2.6 C_70复合物三极管与电路
2.6.1 [70]PCBM三极管的电荷传输
2.6.2 基于[70]PCBM三极管的逻辑电路
2.7 碳纳米管填充富勒烯
2.8 C_60/并五苯倒相器
2.8.1 底接触双极性OTFT
2.8.2 C_60/苯异质结构的底接触倒相器
2.9 C_60复合物三极管
2.9.1 C_60三聚氰胺功能材料制备
2.9.2 三聚氰胺膜的结构和介电特性
2.9.3 小分子三极管的传输和输出特性
参考文献
第3章 碳纳米管制造
3.1 电弧放电法
3.2 激光蒸发法
3.3 化学气相沉积法
参考文献
第4章 碳纳米管的原子结
4.1 碳纳米管结构的分类
4.1.1 手性矢量C_h
4.1.2 平移矢量T
4.1.3 对称矢量R
4.2 单胞与布里渊区
参考文献
第5章 碳纳米管的电子结构
5.1 单电子色散关系
5.1.1 能量色散关系的区域重叠
5.1.2 扶手椅型管和锯齿型管的能散
5.1.3 手性纳米管的色散
5.2 态密度和能隙
5.3 派尔斯相变
参考文献
第6章 理想的纳电子材料
6.1 碳纳米管的电学特性
6.1.1 场发射器件
6.1.2 纳电子器件
6.2 未来的主流电子材料
6.3 碳管的电导率和迁移率
参考文献
第7章 碳纳米管的传输特性
7.1 在一维体系中的电子输运
7.2 三种传输特征
7.3 弹道导体
7.4 经典输运
7.5 局域化
7.6 普适电导涨落
7.7 碳纳米管的电子传输
7.8 碳纳米管电导与温度的关系
参考文献
第8章 碳纳米管中电子的弹道输运
8.1 纳米尺度弹道输运的概念
8.2 共振传输
8.3 碳纳米管的弹道输运
8.4 碳纳米管超导特性
8.5 尺寸对超导特性的影响
8.5.1 1D电子体系中的相变
8.5.2 Luttinger液体崩溃
8.5.3 超出Luttinger模型
8.6 单壁碳纳米管的超导
8.7 碳纳米管的超导近邻效应
8.8 单壁碳纳米管的超流
8.9 多壁碳纳米管的超流
参考文献
第9章 碳纳米管的自旋传输和微波传输
9.1 碳纳米管自旋传输
9.2 碳纳米管微波传输
参考文献
第10章 电子全息
10.1 全息的概念
10.1.1 光学全息
10.1.2 激光
10.1.3 全息基础
10.2 全息的发展进程
10.3 电子全息
参考文献
第11章 碳纳米管场发射
11.1 场发射电子源
11.2 碳纳米管场发射阴极
11.2.1 单根碳纳米管的场发射
11.2.2 碳纳米管薄膜场发射
11.2.3 场发射引起的发光
11.3 碳纳米管的相干场发射
11.3.1 单壁碳纳米管的扩散场发射
11.3.2 碳纳米管相干场发射
11.4 碳纳米管场发射模拟计算
11.4.1 结构与模型
11.4.2 用密度泛函计算场发射特性
11.5 吸附对场发射的影响
11.5.1 荷电的影响
11.5.2 吸附的影响
11.6 碳纳米管场发射的原子像
11.7 碳纳米管场发射的稳定问题
参考文献
第12章 弹道电子发射
12.1 弹道电子发射源
12.2 弹道电子场发射理论
12.3 单壁碳纳米管弹道场发射
12.4 相干电子束特性检测仪
12.4.1 LEEPSM的工作原理
12.4.2 低能电子点投影显微镜的结构
12.4.3 纳米尺度物体投影像的定标
12.4.4 用钨针尖观察多壁碳纳米管投影像
12.5 超强高亮度相干电子发射源
12.6 Beeser的可能应用
参考文献
第13章 碳纳米管三极管
13.1 纳电子器件的基本概念
13.1.1 信号放大管
13.1.2 双稳态
13.1.3 库仑阻塞
13.1.4 量子相干器
13.2 碳纳米管三极管模型
13.2.1 量子模型
13.2.2 测量
13.3 碳纳米管场效应管
13.4 碳纳米管超流三极管
13.5 碳纳米管单电子管
13.6 可调碳纳米管振荡器
13.7 碳纳米管超导量子相干器件
13.7.1 电子传输特性和Kondo效应
13.7.2 CNT-SQUID特性
13.7.3 CNT π结
参考文献
第14章 三极管的双极特性
14.1 场效应管的双极特性
14.2 理论模拟
14.3 主要参量
14.3.1 电导率
14.3.2 阈值斜率
14.3.3 开态电流
14.3.4 跨导
14.4 双极性三极管电路
14.4.1 p型FET用Pd欧姆接触
14.4.2 n型FET与Al电极近欧姆接触
14.4.3 环境的影响
14.4.4 逻辑电路
14.5 碳纳米管CMOS倒相器
14.6 双极性碳纳米管逻辑电路
参考文献
第15章 碳纳米管电路
15.1 碳纳米管电路设计
15.1.1 电流模式
15.1.2 碳纳米管
15.1.3 基本组块
15.1.4 阈值检测器
15.1.5 加法器
15.2 纳米尺度电路连接
15.3 碳纳米管电路匹配
15.3.1 弹道CNT-FET
15.3.2 弹道CNT-FET的理论
15.3.3 量子电荷计算
15.3.4 CNT-FET特性
15.4 碳纳米管的连接
15.4.1 碳纳米结的构成
15.4.2 两个纳米管的连接规则
15.4.3 结的隧穿电导
15.5 碳纳米管逻辑电路
15.6 碳纳米管集成电路
15.6.1 单三极管模型
15.6.2 电路运行中的寄生作用
15.7 碳纳米管弹道CMOS电路
15.8 CNT的高频电路
15.9 碳纳米管网电路
15.9.1 CNT网的制备
15.9.2 沉积
15.9.3 场效应三极管制备
参考文献
第16章 石墨烯
16.1 石墨烯的发现
16.2 石墨烯的结构与特性
16.3 石墨烯三极管
16.4 双层石墨烯电子器件
16.5 石墨烯纳米带三极管
16.5.1 理想结构
16.5.2 原子空位
16.5.3 边缘粗糙
16.5.4 离子杂质
16.6 石墨烯单电子管
16.7 石墨烯高频三极管
16.8 石墨烯的自旋传输
16.8.1 自旋阀
16.8.2 自旋传输测量
16.8.3 门有关的自旋进动测量
16.9 石墨烯自旋三极管
16.10 石墨烯自旋阀三极管
16.11 石墨烯超快光电检测器
16.12 石墨烯器件集成
16.13 石墨烯电路
16.14 石墨烯的奇异特性
参考文献
第17章 石墨烯的拓扑效应
17.1 发现与分类
17.2 基本概念
17.3 拓扑能带理论
17.3.1 绝缘态与整数量子霍尔效应
17.3.2 量子自旋霍尔绝缘体
17.4 石墨烯原子结构的拓扑特征
17.4.1 Stone-Wales缺陷
17.4.2 有丝分裂缺陷
17.4.3 缺陷在环境中的稳定性
17.5 石墨烯拓扑绝缘体
17.5.1 石墨烯中的拓扑保护
17.5.2 石墨烯纳米带的拓扑特性
17.5.3 石墨烯纳米带拓扑绝缘体特性
17.6 石墨烯的陈数
17.6.1 狄拉克费米子的拓扑稳定性
17.6.2 陈数表征的石墨烯霍尔电导
17.6.3 石墨烯狄拉克费米子的边态
17.7 石墨烯的量子自旋霍尔效应
17.7.1 用NEGF计算多端QSH系统的自旋泵浦
17.7.2 在2端TI/FM/TI器件中的局域和总电流
17.7.3 在6端TI/FM/TI器件中局域和总电流
17.8 石墨烯的强关联效应
参考文献
第18章 碳纳米管中的电子强关联
18.1 固体的量子统计模型
18.2 轨道电子云
18.3 量子调控
18.4 在碳纳米管中的电子-电子强作用
18.5 碳纳米管中的关联效应
参考文献
第19章 碳电子学发展前景
19.1 碳纳米管传感器
19.1.1 碳纳米管单电子管
19.1.2 碳纳米管气体传感器
19.2 功能器件
19.2.1 碳纳米管太阳电池
19.2.2 碳纳米管冷却器
19.3 新型电子源与光电器件
19.3.1 具有CNT电子源的微型SEM
19.3.2 高能电子源
19.3.3 光电器件
19.4 智能电路
19.4.1 智能器件的特征
19.4.2 芯片人
19.4.3 人造物种
参考文献
京公网安备 11010102004214号