石墨烯：控制生长与器件应用
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天津西青
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作者任文才 著
出版社科学出版社
ISBN9787030760173
出版时间2024-09
装帧精装
开本其他
定价268元
货号1203375679
上书时间2024-10-23
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目录
目录
总序
前言
第1章 石墨烯简介 1
1.1 石墨烯的发现 1
1.2 石墨烯的结构与表征方法 2
1.2.1 堆垛构型 3
1.2.2 晶界 4
1.2.3 褶皱 6
1.2.4 点缺陷 8
1.2.5 边界 9
1.3 石墨烯的物性与测试方法 10
1.3.1 电学性质与测试方法 10
1.3.2 热学性质与测试方法 13
1.3.3 光学性质与测试方法 15
1.3.4 力学性质与测试方法 17
1.3.5 其他物性 19
1.4 石墨烯的主要制备方法 19
1.5 石墨烯的应用 21
参考文献 22
第2章 石墨烯的化学气相沉积生长 31
2.1 基本情况 31
2.1.1 发展历史 31
2.1.2 基本原理和过程 33
2.1.3 生长方法分类 35
2.1.4 主要控制参数 36
2.1.5 设备和装置 37
2.2 金属基底上生长石墨烯 39
2.2.1 石墨烯薄膜 39
2.2.2 石墨烯单晶 72
2.2.3 石墨烯纳米结构 83
2.2.4 石墨烯宏观体 92
2.2.5 掺杂石墨烯 99
2.2.6 异质结构 107
2.3 非金属基底上生长石墨烯 113
2.3.1 硅基底 113
2.3.2 六方氮化硼基底 117
2.3.3 玻璃基底 121
2.3.4 蓝宝石基底 124
2.3.5 其他基底 126
参考文献 127
第3章 石墨烯的转移 145
3.1 转移介质 145
3.1.1 溶解去除型转移介质 146
3.1.2 结合力调控型转移介质 163
3.1.3 目标基底型转移介质 167
3.2 基底腐蚀法 170
3.3 液相剥离转移法 172
3.4 机械剥离法 177
3.5 卷对卷转移 182
参考文献 188
第4章 石墨烯的结构 195
4.1 堆垛构型 195
4.1.1 石墨烯的晶体结构 196
4.1.2 双层石墨烯 196
4.1.3 三层石墨烯 200
4.1.4 堆垛结构的表征 203
4.2 晶界 205
4.2.1 石墨烯的晶界结构 205
4.2.2 石墨烯晶界的电学输运性质 208
4.2.3 石墨烯晶界的力学性质 209
4.2.4 石墨烯晶界的磁性 212
4.3 缺陷 214
4.3.1 石墨烯的缺陷 214
4.3.2 石墨烯缺陷的形成原因 220
4.3.3 石墨烯缺陷对其性质的影响 221
4.3.4 石墨烯缺陷的调控方法 226
4.3.5 双层石墨烯的结构缺陷 227
4.4 褶皱 228
4.4.1 石墨烯中的涟漪与褶皱 228
4.4.2 褶皱的分类 230
4.4.3 褶皱的应用 231
4.4.4 褶皱的理论研究 232
4.4.5 褶皱的性质 233
4.4.6 低褶皱石墨烯的制备 234
4.4.7 褶皱石墨烯的新特性 235
4.5 掺杂 238
4.5.1 氮掺杂石墨烯简介 239
4.5.2 氮掺杂石墨烯亚晶格不对称性的实验观察 240
4.5.3 偏析效应的理论模型 242
4.5.4 预测的电学性质 243
4.6 边界 245
4.6.1 石墨烯边界的性质 245
4.6.2 石墨烯边界的结构及其稳定性 247
4.6.3 石墨烯边界的制造 254
4.6.4 CVD石墨烯的边界 256
参考文献 264
第5章 石墨烯的性质 276
5.1 电学性质 276
5.1.1 电场作用下的双极性 277
5.1.2 超高的载流子迁移率 278
5.1.3 优良的电导率 281
5.1.4 量子霍尔效应 282
5.1.5 基于石墨烯的超晶格物理 287
5.1.6 能带调控 293
5.2 光学性质 301
5.2.1 线性光学性质 301
5.2.2 非线性光学性质 303
5.2.3 光吸收 304
5.2.4 等离激元 309
5.3 力学性质 316
5.3.1 弹性模量 316
5.3.2 弯曲刚度 323
5.3.3 断裂强度 325
5.3.4 断裂韧性 326
5.3.5 黏附作用力 327
5.3.6 剪切作用力 330
5.3.7 摩擦性能 332
5.4 热学性质 335
5.4.1 热导率的理论研究 335
5.4.2 单层石墨烯热导率的实验测量 336
5.4.3 多层石墨烯与三维石墨烯泡沫的热导率 340
5.4.4 热膨胀系数 341
5.4.5 其他热学性质 343
5.5 化学性质 344
5.5.1 耐腐蚀性 345
5.5.2 气敏性质 347
5.5.3 共价键型功能化 349
5.5.4 非共价键型功能化 358
5.6 其他性质 361
5.6.1 离子渗透 361
5.6.2 铁磁性 363
5.6.3 浸润性 368
参考文献 369
第6章 石墨烯的器件应用 381
6.1 电子器件 381
6.1.1 数字晶体管 381
6.1.2 射频晶体管 386
6.1.3 忆阻器 390
6.1.4 柔性电子器件 393
6.2 光电器件 397
6.2.1 光电探测器 397
6.2.2 太阳能电池 404
6.2.3 有机发光二极管 409
6.2.4 触摸屏 415
6.3 传感器件 417
6.3.1 气体传感器 418
6.3.2 力学传感器 422
6.3.3 生物传感器 427
6.3.4 其他传感器 431
6.4 其他光/电器件 434
6.4.1 石墨烯光调制器 434
6.4.2 微纳机电系统 437
参考文献 440
第7章 总结与展望 455
关键词索引 464
内容摘要
本书为“低维材料与器件丛书”之一。本书基于作者在石墨烯领域多年研究成果的积累，并结合国内外最新的研究进展，围绕化学气相沉积石墨烯这一主线，系统全面地介绍了石墨烯的化学气相沉积生长方法与机制、控制生长、结构特征、独特性质以及典型器件应用，并在深入剖析现有问题与挑战的基础上展望了研究趋势和发展前景。全书共7章，涵盖了该领域的基础知识和研究前沿。
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