Electron Correlation in New Materials and Nanosystems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Scharnberg, Kurt (EDT)/ Kruchinin, Sergei (EDT)

出品人:

页数:437

译者:

出版时间:

价格:89.95

装帧:Pap

isbn号码:9781402056581

丛书系列:

图书标签:

• Electron Correlation
• New Materials
• Nanosystems
• Quantum Chemistry
• Computational Physics
• Condensed Matter Physics
• Density Functional Theory
• Many-Body Physics
• Materials Science
• Nanotechnology

《光电材料与器件的界面工程：从原子尺度到宏观性能的调控》 本书聚焦于现代电子学与能源技术领域中最具挑战性和前沿性的课题之一：功能性光电材料的界面物理、化学及其在器件结构中的精确调控。 本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事材料科学、凝聚态物理、化学工程和半导体器件研发的专业人员提供一套系统、深入且兼具实践指导意义的知识体系。 一、 界面在光电系统中的核心地位与挑战 在任何高效能的光电器件（如太阳能电池、LED、光电探测器或光催化系统）中，能量的吸收、载流子的传输、分离与复合，绝大多数都发生在不同材料构成的界面上。本书的开篇将明确阐述界面层（包括异质结、表面、晶界、掺杂区域）如何成为限制器件性能的瓶颈，并详细分析界面态密度、能带弯曲、界面陷阱和电荷转移阻抗等关键物理现象。 二、 界面合成与结构表征的先进技术 本书将深入探讨用于精确构建和分析功能材料界面的尖端技术。这部分内容将超越传统的薄膜沉积方法，重点介绍原子层沉积（ALD）、脉冲激光沉积（PLD）中的低能离子束辅助技术，以及分子束外延（MBE）在控制超薄界面结构方面的精细化操作。 在表征方面，本书将系统介绍如何利用高空间分辨率的分析工具来解析界面结构： 1. 电子结构与化学计量学： 重点介绍X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）在确定界面能带对齐、化学键合状态和表面官能团方面的应用，特别是深度剖析技术如何揭示界面相互作用的纵深分布。 2. 形貌与晶体缺陷： 详细阐述透射电子显微镜（TEM，尤其是高角度环形暗场STEM）如何提供亚埃级别的晶格匹配信息、识别界面位错和非周期性结构，以及如何通过电子能量损失谱（EELS）成像来局部分析元素分布和价态变化。 3. 电学特性探针： 讨论开尔文力显微镜（KPFM）和扫描隧道显微镜（STM）在直接映射界面功函数、表面电势和局部电荷积累方面的原理与数据解读方法。 三、 界面能带工程与电荷动力学 本书的核心章节将致力于界面能带的理论构建与实验验证。我们将从肖特基模型和能带失配模型出发，过渡到更复杂的空间电荷区模型。内容涵盖： 异质结的能带级联设计： 针对钙钛矿太阳能电池中的电子/空穴传输层设计，如何利用界面偶极子效应精确调控肖特基势垒高度，以实现高效的载流子提取。 界面陷阱的物理机制： 深入探讨由于晶格失配、化学不匹配或残余应力在界面处诱导产生的缺陷态（如悬挂键、间隙原子），及其对载流子寿命和辐射复合的负面影响。 界面电荷转移动力学： 利用超快光谱技术（如飞秒瞬态吸收光谱）来监测载流子在界面上的扩散、注入和弛豫时间，量化界面复合速率，并提出抑制界面复合的分子工程策略。 四、 表面钝化与稳定化技术 为了将实验室成果转化为商业器件，界面稳定性是至关重要的。本书将详细介绍多种界面钝化策略，并解释其背后的物理化学原理： 1. 有机/无机钝化剂的作用机制： 分析长链有机分子或小分子配体如何通过配位键或范德华力有效填充表面缺陷位点，降低界面表面复合速度，并改善环境耐受性。 2. 三维空间钝化策略： 探讨利用原子层沉积技术，在功能层表面生长一层超薄、致密的无机氧化物或氮化物薄膜（如Al2O3, ZnS），以实现对敏感光活性材料的有效保护。 3. 界面应力管理： 讨论如何通过应变工程或缓冲层策略，缓解不同材料间的热膨胀系数差异和晶格常数不匹配带来的界面应力，从而提升器件的长期可靠性。 五、 面向特定光电应用的界面优化案例研究 本书的最后部分将通过多个实际案例，展示界面工程在解决特定技术难题中的应用： 高性能光伏器件： 案例分析如何通过优化电子传输层/吸收层界面，将界面复合损失降至最低，实现接近理论极限的开路电压。 高效光电探测器： 探讨如何通过界面修饰来调节光电转换的响应时间，例如利用等离激元效应在金属/半导体界面增强光吸收和载流子分离。 固态电解质界面： 针对全固态电池和某些光电化学体系，研究电极与固态电解质之间可能形成的阻抗层，以及通过界面改性来降低界面离子/电子传输阻力的方法。 总结： 《光电材料与器件的界面工程》不仅仅是一本理论参考书，它更是一份面向未来的技术指南。它强调从原子尺度的理解出发，指导读者设计、合成和表征具有优异性能和长期稳定性的光电功能界面，是推动下一代光电器件技术突破的关键性著作。全书图表丰富，注重概念的清晰阐述和实验技术的精确描述。

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