●《納米科學與技術》叢書序
前言
章碳基納電子學和光電子學基本介紹1
參考文獻6
第2章量子力學基礎及原子軌道、能級8
2.1量子力學基礎8
2.2原子能級和軌道10
2.3狄拉克符號16
參考文獻17
第3章分子的結合、軌道相互作用與雜化18
3.1最簡單的雙原子分子一氫分子18
3.2基於s態的雙原子分子22
3.3基於s和p態的雙原子分子27
3.4s-p軌道相互作用35
3.5s-p軌道雜化37
3.5.1sp"雜化的一般描述37
3.5.2sp雜化38
3.5.3sp2雜化39
3.5.4sp3雜化40
3.5.5—般討論41
參考文獻42
第4章石墨烯和碳納米管的原子和電子態結構43
4.1石墨烯的晶格結構與描述44
4.2碳納米管的晶格結構與描述46
4.3晶體隨束縛方法和能帶結構50
4.4石墨烯白的子能帶結構56
4.5碳納米管的電子能帶結構61
4.5.1扶手椅型碳納米管的能帶結構61
4.5.2鋸齒型碳納米管的能帶結構63
4.5.3碳納米管能帶結構的一般討論64
參考文獻66
第,章單壁碳納米管和石墨烯的可控制備68
5.1基底上單麵納米管的可控生長68
5.1.1單壁碳納米管生長的催化劑69
5.1.2基底上水平單壁碳納米管陣列的生長及方向控制71
5.1.3單壁碳納米管的導電性和結構可控制備75
5.2石墨烯的制備78
5.2.1機械剝離法78
5.2.2外延生長法79
5.2.3化學氣相沉積法79
5.2.4溶液化學剝離石墨法83
參考文獻86
第6章籐納米結構的表征90
6.1石墨烯的拉曼光譜90
6.1.1石墨烯的拉曼振動模式和拉曼光譜91
6.1.2石墨烯層數的確定94
6.1.3判斷石墨烯的邊緣結構94
6.2碳納米管的拉曼光譜95
6.2.1碳納米管的拉曼振動模式95
6.2.2徑向呼吸模式98
6.2.3G峰99
6.2.4D峰102
6.2.5張力和溫度等對碳納米管拉曼光譜的影響102
6.2.6表面增強拉曼光譜103
6.3碳納米管的熒光光譜103
6.4掃描探針顯微術在碳納米管釀領域中的應用108
6.4.1掃；掃隧道顯I微鏡109
6.4.2原子力顯臟110
6.4.3靜電力顯臟111
6.4.4開爾文力顯微鏡115
參考文獻117
第7章基於碳納米管的電子器件和集成電路122
7.1碳納米管和石麵材料的結構和電學特點122
7.2碳納米管場效應晶體管125
7.2.1碳納米管器件的工作原理125
7.2.2碳納米管的'型歐姆接觸和'型彈道器件129
7.2.3碳納米管的n型歐姆接觸和n型彈道器件132
7.3碳納米管場效應晶體管器件結構及性能優化135
7.3.1碳納米管場效應晶體管器件的特征曲線135
7.3.2碳納米管場效應晶體管的性能參數137
7.3.3碳納米管場效應晶體管模型139
7.3.4碳納米管頂柵器件和高/c柵介質1(1
7.3.5碳納米管場效應晶體管的自準柵結構145
7.3.6碳納米管場效應晶體管器件的性能優勢152
7.4碳納米管數字集成電路155
7.4.1P型集成電路155
7.4.2碳納米管CMOS集成電路158
7.4.3無摻雜的碳納米管CMOS集成電路160
7.4.4碳納米管PTL集成電路165
7.4.5碳納米管薄膜器件和集成電路170
7.4.6碳納米管場效應晶體管的性能極限和潛力173
參考文獻176
第8章籐納電子學——模擬電路180
8.1碳納米管射頻晶體管180
8.1.1射頻晶體管小信號模型和頻轉數181
8.1.2場效應晶體管的二端口網絡模型與散射參數183
8.1.3單根碳納米管的頻率特性185
8.1.4基於碳納米管薄膜的高頻晶體管187
8.2石墨烯晶體管191
8.2.1石墨烯電學性質191
8.2.2石墨烯場效應晶體管的工作原理和器件模型194
8.2.3石墨烯頂柵FET及其制備198
8.2.4石墨烯能帶工程202
8.2.5石墨烯射頻晶體管205
8.2.6石墨烯晶體管存在的問題和解決方法207
8.3碳基雙極電子學211
8.3.1基於石墨烯的雙極電子學211
8.3.2基於碳納米管的籐電子學218
8.4展望220
參考文獻221
第9章籐光電器件:發光、探測、光電耦合227
9.1碳納米管中的激發態(激子)特性227
9.2碳納米管發光器件228
9.2.1基於單根碳納米管的發光器件228
9.2.2基於碳納米管薄膜的發光器件238
9.3碳納米管光探測器241
9.4碳納米管獻陽能電池249
9.5碳納米管電光調制器件及光電集成252
9.6石墨烯觸器件256
參考文獻261
索引267
彩圖
內容簡介
本書是一部碳基納電子和光電子理論與器件方面的專著，主要內容是碳基納電子學和光電子學的基礎知識及北京大學研究組2006?2013年期間在這個研究領域所做的工作。本書章概要介紹碳基納電子學和光電子學；第2章簡單回顧原子軌道知識；第3章介紹這些軌道的相互作用，化學鍵基礎內容，軌道雜化，特別是s軌道和p軌道的雜化；第4章介紹s和p軌道雜化所導致的碳納米結構，特別是石墨烯和碳納米管的原子結構和相應電子態結構。本書的第5章、第6章重點介紹化學法制備面向電子學應用的納米碳結構的方法和相關表征技術，特別是基於光學方法的無損傷拉曼技術。本書的重點是基於碳納米結構的納電子器件。第7章、第8章分別介紹碳納米材料在數字電路和模擬電路中的應用。第7章重點介紹碳納米管場效應晶體管的制備、工作原理，以及在傳統數字電路中的可能應用。第8章論述碳納米管在模擬和高頻電路的應用前景。第9章集中介紹碳基納米光電子學領域的現狀和發......
