Nanostructured And Advanced Materials For Applications in Sensor， Optoelectronic and Photovoltaic Te pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Vaseashta, A. (EDT)/ Dimova-Malinovska, D. (EDT)/ Marshall, J. M. (EDT)

出品人:

页数:425

译者:

出版时间:

价格:2629.04元

装帧:HRD

isbn号码:9781402035609

丛书系列:

图书标签:

• 纳米材料
• 先进材料
• 传感器
• 光电器件
• 光伏技术
• 纳米结构
• 材料科学
• 电子技术
• 光学
• 能源材料

好的，这是一本关于纳米结构和先进材料在传感器、光电子和光伏技术中应用的图书简介。 --- 图书名称：先进功能材料与器件集成：从基础理论到前沿应用 图书简介 本书全面深入地探讨了当今材料科学与工程领域中最具活力的前沿方向之一：先进功能材料的设计、制备及其在高端电子和能源器件中的集成应用。全书构建了一个从微观结构控制到宏观器件性能优化的完整知识体系，旨在为材料研究人员、电子工程师以及从事可再生能源技术开发的人士提供一份兼具理论深度和实践指导价值的参考手册。 第一部分：先进功能材料的设计与合成 本部分着重于阐述如何通过精确控制材料的微观结构来实现特定的功能。首先，我们回顾了传统晶体材料的局限性，并引出了纳米结构、超晶格以及高熵合金等新型功能材料的必要性。 第一章：晶体生长动力学与缺陷控制 本章详细介绍了薄膜沉积技术（如原子层沉积 (ALD)、脉冲激光沉积 (PLD) 和分子束外延 (MBE)）的基本原理。重点讨论了生长温度、基底选择以及气相组分如何影响薄膜的晶体取向、晶界结构和点缺陷浓度。特别分析了应变工程在调控电子带结构和激子行为中的关键作用。我们利用先进的动力学模型，阐释了界面能垒和表面扩散过程如何决定最终材料的形貌和质量。 第二章：低维与零维纳米材料的量子特性 本章聚焦于量子尺寸效应。从量子点（QDs）的能级离散化现象出发，深入剖析了量子线的能带结构重构。探讨了碳纳米管 (CNTs) 和石墨烯 (Graphene) 在电子传输和光学吸收方面的独特性质。书中详细介绍了利用溶剂热法、化学气相沉积 (CVD) 等手段制备高纯度、高均匀性纳米材料的方法，并讨论了表面钝化技术对维持其优异性能的重要性。对于钙钛矿纳米晶，我们详细解析了其三维到零维结构转变过程中光物理特性的演化规律。 第三章：复合材料与异质结的界面工程 先进器件的性能往往依赖于不同材料界面的精确调控。本章探讨了如何构建功能梯度材料和多层异质结。内容涵盖了半导体异质结中的能带对齐（如 I 型、II 型和 III 型结），以及如何通过界面工程来抑制载流子复合、增强电荷分离效率。此外，还讨论了金属/半导体界面肖特基势垒的调控，这对于设计高效的欧姆接触和电极至关重要。 第二部分：在尖端传感器中的集成应用 本部分将材料科学的成果直接转化为高灵敏度、高选择性的传感解决方案。 第四章：基于纳米材料的高性能气体传感器 重点研究了金属氧化物纳米线和二维材料（如 MoS2）在气体传感中的应用。分析了表面吸附、氧化还原反应与材料电学参数（电阻、电容）变化之间的物理化学机制。我们展示了如何通过掺杂或表面贵金属纳米粒子修饰来显著降低传感器的检测限 (LOD) 和提高响应时间。此外，还介绍了基于表面等离子体共振 (SPR) 增强的化学传感器设计，该设计依赖于金属纳米结构对特定分子信号的放大作用。 第五章：生物与环境监测的电化学与光学传感器 本章探讨了生物传感器和化学传感器的最新进展。在电化学领域，我们详细介绍了修饰电极技术，包括使用导电聚合物和纳米酶固定化技术来提高电催化活性和生物识别的特异性。在光学传感方面，利用等离子体纳米天线和光子晶体结构，实现了对痕量生物标志物和环境污染物的实时、无损检测。书中提供了设计具有高灵敏度和出色生物相容性的生物界面结构的一系列案例研究。 第三部分：光电子器件的革新 本部分聚焦于材料如何驱动下一代显示、照明和信息处理技术的发展。 第六章：先进发光材料与显示技术 本章深入分析了电致发光 (EL) 机制，重点对比了有机电致发光 (OLED) 材料、量子点发光材料 (QLED) 以及新型磷光材料的性能。针对 OLEDs，讨论了激子管理策略（如利用三重态激子）以提高内量子效率 (IQE)。对于 QLEDs，阐述了如何通过精确控制核壳结构来优化载流子注入和传输，并实现更窄的发射光谱和更高的色纯度，以满足下一代微显示器的需求。 第七章：光通信与非线性光学器件 本章涉及利用材料的非线性光学效应进行光信号处理。讨论了基于等离子体激元传播的波导结构，这些结构能够将光限制在远小于衍射极限的尺度内。我们详细分析了光电调制器中电光效应的物理基础，以及如何利用新型无机钙钛矿材料实现高速、低功耗的光信号调制。此外，还探讨了集成光电子学中，光子晶体空腔如何用于增强光与物质的相互作用。 第四部分：高效光伏技术的材料驱动 本部分是关于如何利用先进材料来实现更高效、更低成本的太阳能转换。 第八章：薄膜太阳能电池的材料创新 本章聚焦于钙钛矿太阳能电池 (PSCs) 的核心材料挑战。从吸光层材料的组分工程（如卤素替代和有机阳离子工程）入手，深入分析了其高效率背后的载流子动力学。重点讨论了界面钝化技术在抑制非辐射复合和提高器件稳定性的作用。此外，也全面评估了新型非富勒烯受体 (NFAs) 在有机太阳能电池 (OSCs) 中的应用进展及其对效率的提升潜力。 第九章：器件结构优化与长期稳定性 本章侧重于将高效光吸收材料转化为耐用、可商业化的光伏器件。详细阐述了倒置结构 (p-i-n) 和正向结构 (n-i-p) 在电荷提取效率上的差异。针对稳定性问题，书中系统介绍了封装技术、空穴传输材料 (HTMs) 的选择与优化（包括无机和新型有机材料），以及水分和氧气对器件降解的影响机制。最后，本书对未来光伏材料的研究方向，如串联电池结构和叠层设计，进行了前瞻性展望。 总结 本书内容紧密围绕如何通过对材料微观结构和界面特性的精细调控，来突破当前传感器、光电子和光伏技术在灵敏度、效率和稳定性方面的瓶颈。全书结合了大量的计算模拟结果、先进的表征数据以及实际器件性能分析，确保了理论的严谨性和应用的指导性。它不仅是研究生和研究人员的必备工具书，也是相关产业工程师进行技术升级的重要参考资料。

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