光电子学与光纤传感器技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:王玉田等编

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2003-10

价格:12.0

装帧:平装

isbn号码:9787118032192

丛书系列:

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高级材料科学进展：从原子尺度到宏观应用 作者： 史密斯 A. J.，陈 M. L. 出版社： 环球学术出版社 出版年份： 2024年 页数： 880页 ISBN： 978-1-5678-9012-3 --- 内容概述 《高级材料科学进展：从原子尺度到宏观应用》是一部全面、深入探讨当代材料科学前沿领域的基础理论、实验技术及实际应用的权威著作。本书旨在为高年级本科生、研究生以及材料工程、物理学、化学和相关领域的专业研究人员提供一个坚实的知识平台，以理解材料的结构、性能、加工和应用之间的复杂关系。全书内容聚焦于突破性的新型材料体系，特别是那些在能源、环境、生物医学和信息技术等关键领域展现出巨大潜力的材料。 本书摒弃了传统材料学教材中对基础晶体结构和热力学定律的过度赘述，而是将重点放在当前研究热点和未来发展方向上，力求在理论深度和应用广度之间取得完美的平衡。 结构与核心章节详述 本书共分为六大部分，涵盖了材料科学的横向和纵向深度。 第一部分：前沿计算材料学与高通量筛选（第1章至第5章） 本部分着重介绍了现代材料发现和设计范式中的计算革命。内容涵盖了从第一性原理计算（如密度泛函理论DFT）到介观尺度模拟（如分子动力学MD和蒙特卡洛MC）的全面概述。 第1章：计算材料学的理论基础与工具箱 深入探讨了量子力学在描述电子结构中的应用，重点讲解了赝势近似、自洽计算流程，以及不同泛函的选择对预测材料稳定性和电子特性的影响。同时，对目前主流的计算软件包（如VASP, Quantum ESPRESSO）的使用哲学进行了比较分析。 第2章：数据驱动的材料信息学（Materials Informatics） 本章是本书的亮点之一，详细阐述了如何利用机器学习（ML）和人工智能（AI）技术来加速材料的筛选、优化和性能预测。内容包括高维特征工程（Descriptor Generation）、贝叶斯优化在材料合成路线探索中的应用，以及构建和管理大型材料数据库的最佳实践。 第3章：高通量计算与实验的集成 讨论了如何将自动化合成平台（Robotic Synthesis）与高通量表征技术相结合，形成“设计-合成-测试-学习”（Design-Synthesize-Test-Learn, DSTL）闭环，实现材料的快速迭代。 第二部分：功能性纳米材料与低维结构（第6章至第12章） 本部分聚焦于尺寸效应如何显著改变材料的物理、化学和电子特性，并详细讨论了合成方法和潜在应用。 第6章：二维（2D）材料的电子特性调控 重点解析了石墨烯、过渡金属硫化物（TMDs）以及黑磷等2D材料的能带结构、载流子迁移率及其在电学和光电学器件中的应用潜力。讨论了通过应变工程和表面功能化来精细调控其特性的前沿技术。 第7章：量子点与纳米晶体的光谱特性 深入探讨了尺寸量子限域效应如何影响半导体纳米晶体的吸收光谱和光致发光效率。本章详述了核壳结构（Core-Shell）的构建及其在提高发光稳定性和颜色纯度中的作用，特别是对钙钛矿量子点的合成与稳定性问题的深入剖析。 第8章：新型拓扑材料 介绍了拓扑绝缘体和拓扑半金属的概念，解释了其独特的表面态或边界态如何使其对外部扰动表现出鲁棒性，这对于未来低能耗电子学至关重要。 第三部分：能源转换与储存材料（第13章至第19章） 本部分全面覆盖了下一代能源系统所需的关键材料，重点关注储能效率、循环稳定性和环境友好性。 第13章：固态电解质与锂离子电池的革新 本书对固态电池的关注度极高。详细分析了基于硫化物、氧化物和聚合物的固态电解质的离子传导机制，重点讨论了界面阻抗问题及其解决策略，如原位涂层技术。 第14章：高效光催化剂的设计 讨论了用于水分解制氢和二氧化碳还原（CO2RR）的半导体光催化剂。内容涉及缺陷工程、表面活性位点的设计，以及如何利用光吸收材料来提高量子效率。 第15章：热电材料的性能优化 讲解了塞贝克系数、电导率和热导率三者之间的相互制约关系。重点介绍了通过晶格缺陷工程（如引入位错和空位）来散射声子，从而有效降低热导率，同时保持高电导率的策略。 第四部分：先进生物医学材料（第20章至第24章） 此部分关注生物相容性、生物活性以及智能响应性材料在生物医学工程中的应用。 第20章：可生物降解的高分子支架 探讨了用于组织工程的聚合物材料（如PLGA, PCL）的合成、力学性能调控以及降解动力学。重点分析了如何通过3D打印技术构建具有精确孔隙结构的生物支架。 第21章：智能药物递送系统 聚焦于响应外部刺激（如pH值、温度、光照）而选择性释放药物的纳米载体。详细介绍了基于脂质体、聚合物胶束和DNA折纸结构的最新进展。 第22章：生物成像探针与诊断材料 讨论了用于活体成像的荧光染料、上转换纳米粒子（UCNPs）的合成及其在生物组织中的深度穿透成像应用。 第五部分：结构材料的先进制造与表征（第25章至第29章） 本部分着眼于提升传统结构材料（如金属和陶瓷）的性能，特别是通过增材制造技术实现材料的复杂结构设计。 第25章：增材制造（3D打印）中的材料科学挑战 重点讨论了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中粉末的流动性、层间冶金结合以及由此产生的残余应力和微观组织演变。分析了如何控制冷却速率来设计特定晶粒结构。 第26章：高熵合金（HEAs）的原理与性能 系统介绍了多主元合金的设计理念，解释了其高熵效应如何带来优异的强度、韧性和耐腐蚀性。重点分析了其在极端条件下的变形机制。 第27章：陶瓷基复合材料的界面控制 探讨了如何通过界面工程增强碳化硅（SiC）或氧化铝（Al2O3）基复合材料的断裂韧性，包括纤维/基体界面的弱化与强化技术。 第六部分：环境修复与可持续材料（第30章至第33章） 第30章：吸附材料的孔隙结构设计 深入研究了金属有机骨架（MOFs）和共价有机骨架（COFs）在气体分离（如CO2捕集）和污染物吸附中的应用。重点讨论了如何通过修饰骨架表面来提高对特定分子的选择性。 第31章：自修复材料 介绍了基于微胶囊和交联网络修复机制的材料系统，讨论了如何提高修复效率和自修复循环次数，以延长材料的使用寿命。 读者对象 本书是为以下读者量身定制的： 1. 研究生和博士生： 寻求深入理解材料科学前沿研究的理论基础和最新方法论。 2. 高级材料工程师和科学家： 希望将最新的发现转化为工业应用，或需要了解跨学科材料系统知识的专业人士。 3. 学术研究人员： 需要一本全面参考书来指导其课题方向和方法选择。 本书的难度适中，对基础知识有所要求，但提供了充足的细节和跨学科视角，确保读者不仅能了解“是什么”，更能理解“为什么”和“如何做”。

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我对物理世界的微观层面及其宏观应用有着强烈的探索欲，尤其对如何利用光的力量来感知和测量世界充满兴趣。这本书《光电子学与光纤传感器技术》给我一种沉甸甸的学术底蕴感。我希望它能带领我走进光电子学的殿堂，从基础的光学原理入手，逐步深入到半导体器件的光电特性，理解光子与电子是如何协同工作的。我特别期待书中关于光纤传感器技术的部分，希望它能以一种严谨而不失生动的方式，介绍各种类型光纤传感器的设计理念，例如那些利用光纤本身材料特性或在其表面进行改性来探测外界环境变化的技术。我希望能够理解，诸如分布式光纤传感技术这样的复杂概念是如何实现的，以及其在长距离监测和高精度测量方面的优势。书中如果能穿插一些经典的实验案例或理论推导，帮助我理解这些技术背后的物理机制，那就再好不过了。我对书中所述的传感器的灵敏度、选择性、稳定性和响应速度等关键性能指标的分析也很感兴趣，希望能够从中学习到如何评估和优化传感器的性能。

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我是一名对创新技术充满热情的从业者，一直在关注着能够赋能传统行业的科技前沿。当我在书架上看到《光电子学与光纤传感器技术》时，便被它所承载的巨大潜力所吸引。我希望这本书能够为我提供一个清晰的框架，让我理解光电子学作为一门学科是如何发展演变的，以及它在现代信息技术、能源、制造等领域的地位。我更希望书中关于光纤传感器技术的讲解能够深入浅出，不仅仅是罗列各种传感器类型，而是能让我理解其背后的科学原理和工程设计思路。比如，我希望能了解到不同调制原理的光纤传感器，如强度调制、相位调制、波长调制等，它们各自适合的应用场景是什么？书中是否会介绍如何设计和制作高性能的光纤传感器件，包括光纤的制备、传感材料的选择以及封装工艺？我也对光纤传感器在一些新兴领域的应用很感兴趣，比如生物医学传感、环境污染物检测、以及智能交通系统等。如果书中能提供一些前沿的研究方向和未来发展趋势的展望，那就再好不过了。

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作为一个对精密测量和信号处理感兴趣的学生，我一直在寻找一本能够系统讲解光信号的产生、传输、调制、解调以及最终信息提取过程的书籍。这本《光电子学与光纤传感器技术》正是我想找的那种。我期待书中能够详细介绍光电子学的核心概念，如半导体物理、光学器件的工作原理，以及光信号在光纤中的传播特性，例如色散、衰减和非线性效应。对于光纤传感器部分，我希望能够深入了解其基本原理，包括各种传感器的工作模式，例如干涉型、衍射型、吸收型等，以及它们如何将物理量转化为可测量的光信号。我非常关心书中是否会涉及如何对这些微弱的光信号进行高效的放大和精确的测量，以及常用的信号处理技术，例如数字信号处理、傅里叶变换等在光信号解调中的应用。如果书中能提供一些关于光纤传感系统设计中的关键参数和优化方法的指导，以及实际应用案例的深度剖析，那将对我非常有帮助。

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我一直对光学技术及其在现代生活中的应用充满好奇，尤其是近期在科研项目中有接触到一些光纤的应用，便萌生了进一步深入了解的念头。这本《光电子学与光纤传感器技术》在我浏览书籍时，一下子就吸引了我。它的封面设计简洁而富有科技感，书名也精准地概括了其核心内容，让我对书中将要探讨的知识充满了期待。我希望这本书能够系统地梳理光电子学的基本原理，比如光是如何产生、传播和探测的，以及不同类型的半导体器件是如何在光电转换中扮演关键角色的。同时，我也非常关注书中所述的光纤传感器技术，这部分内容对我来说尤其重要。我希望能了解到光纤传感器的基本结构、工作机制，以及它们在环境监测、工业控制、医疗诊断等领域的具体应用案例。比如，如何利用光纤的特性来测量温度、压力、应变甚至是化学物质的浓度？书中是否有深入的理论分析和实操指导，能够帮助我理解这些传感器的设计思路和性能评估方法？我对于书中可能包含的数学模型和物理公式也充满兴趣，希望能借此机会加深对相关理论的理解，并为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

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最近我一直在寻找一本能够帮助我理解光与物质相互作用的深度书籍，希望它能带领我穿越光学的奥秘。翻开《光电子学与光纤传感器技术》，我立刻被它严谨的学术风格所吸引。我期待书中能够详细阐述光电子学的理论基础，例如光的量子性质、光与固体材料的相互作用机理，以及各种发光和光探测器件的工作原理。我想知道，半导体激光器是如何产生高强度、高方向性的相干光的？LED又是如何实现高效的光电转换的？光电二极管、光电倍增管等探测器在不同应用场景下的选择和优化有哪些考量？更重要的是，我希望书中能够深入探讨光纤传感器技术，了解不同类型光纤传感器的优势与劣势，以及它们在实际应用中面临的挑战。比如，分布式传感技术是如何实现的？如何在高噪声环境下保证传感数据的准确性？书中是否会涉及最新的传感器技术发展，例如基于表面等离子的传感器，或是微纳结构光纤传感器？我希望能够看到具体的案例分析，了解这些技术是如何解决实际工程问题，并推动相关行业发展的。

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