石墨烯：基礎及新興應用 [Graphene: fundamentals and emergent applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 傑米 H.沃納 等 著，付磊，曾夢琪譯 編，付磊 等 譯

圖書標籤:

• 石墨烯
• 二維材料
• 材料科學
• 納米材料
• 電子材料
• 能源材料
• 復閤材料
• 應用物理
• 化學
• 新興技術

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030420343

版次：1

商品编码：11652184

包装：平装

外文名称：Graphene: fundamentals and emergent applications

开本：32开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：388

正文语种：中文

産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為從事石墨烯研究工作的科研人員，尤其是剛剛涉獵該領域的研究生的入門書籍。
石墨烯是由單層碳原子構成的理想二維原子晶體，在未來的納電子器件與集成電路、柔性電子器件、超靈敏傳感器等新型電子器件的構建中有廣闊的應用前景。本書就石墨烯的研究現狀和未來發展趨勢進行瞭全麵而深入的介紹，內容涉及石墨烯的結構和基本物理化學性質、製備技術、錶徵方法以及潛在應用。

內容簡介

　　該書共6章，內容詳盡，涵蓋瞭石墨烯從製備、電學性質、應用等各個領域，內容很新，能反映石墨烯領域最近的研究全貌。該書區彆於其他齣版物的**的特色是：該書內容由淺入深，涵蓋麵廣，內容很新；非常適閤從事石墨烯研究的科學傢及研究生。

目錄

原著者中文版序
譯序
前言
第1章引言1
1.1關於本書2
參考文獻3
第2章石墨烯及類似物的原子結構4
2.1石墨烯4
參考文獻8
2.2雙層、三層及少層石墨婦10
參考文獻11
2.3石墨烯與碳納米管之間的關係12
參考文獻15
2.4其他層狀二維晶體17
2.4.1 引言17
2.4.2氮化硼納米片層18
2.4.3過渡金屬二硫化物20
2.4.4過渡金屬氧化物23
2.4.5矽烯24
2.4.6石墨烯氧化物和還原石墨烯氧化物27
2.4.7石墨烷和氟化石墨烯29
參考文獻30
2.5納米結構的石墨烯35
2.5.1引言35
2.5.2通過刻蝕技術實現石墨烯的圖案化36
2.5.3石墨烯的聲化學切割40
2.5.4通過各嚮異性選擇性刻蝕的對石墨烯進行晶體學結構化41
2.5. 5通過“拉開”碳納米管來製備石墨烯納米帶44
2.5.6自下而上地製備石墨烯納米結構46
參考文獻48
第3章石墨烯的性質52
3.1電學性質52
3.1.1引言52
3.1.2石墨烯的能帶結構52
3.1.3石墨婦輸運實驗54
參考文獻59
3.2石墨烯的化學性質62
3.2.1引言62
3.2.2石墨烯的共價官能化63
3.2.3石墨烯的非共價官能化68
3.2.4總結70
參考文獻71
3.3石墨烯的電子自鏇性質73
3.3.1引言73
3.3.2石墨中的自鏇和磁性74
3.3.3石墨烯中的自鏇和磁性75
3.3.4總結81
參考文獻81
3.4石墨烯的力學性質83
3.4.1彈性性能和本徵強度83
3.4. 2石墨烯的黏附、撕裂和爆裂86
3.4.3缺陷和結構修飾對力學性質的影響86
3.4.4石墨烯衍生物87
3.4.5石墨烯基復閤材料92
參考文獻93
3.5石墨烯的熱學性質95
3.5.1熱導率96
參考文獻104
第4章石墨烯的製備方法107
4.1機械剝離107
4.1.1機械剝離方法簡介107
4.1.2微機械剝離法108
4.1.3機械剝離石墨110
4.1.4機械碾磨石墨111
4.1.5總結Ill
參考文獻112
4.2化學剝離113
4. 2.1化學剝離法簡介113
4.2.2化學剝離法綜述114
4. 2.3不同類型的石墨122
4.2.4不同類型的溶劑122
4.2.5不同類型的超聲123
4.2.6如何錶徵化學剝離的石墨烯124
4. 2.7其他二維晶體126
4.2.8總結126
參考文獻126
4.3還原石墨烯氧化物128
4. 3.1石墨烯氧化物128
4. 3.2石墨烯氧化物的化學還原130
4.3.3石墨烯氧化物的熱處理131
4.3.4石墨烯氧化物的電化學還原132
4.3.5總結133
參考文獻134
4.4由分子前驅體自下而上閤成石墨烯135
4.4.1弓|言135
4.4.2溶液法136
4.4.3溶液化方法136
4. 4.4溶劑熱閤成法和聲波降解法137
4.4.5化學熱方法138
4. 4.6石墨烯氧化物納米片的自組裝141
參考文獻141
4.5使用催化金屬的化學氣相沉積143
4.5.1引言143
4.5.2化學氣相沉積(CVD)基礎144
4.5.3基底的選擇144
4.5.4基底的前處理145
4.5.5在鎮和銅上生長石墨烯146
4.5.6早期生長149
4. 5.7氫氣在CVD反應中的作用152
4. 5. 8石墨稀_其他金屬和閤金152
4.5.9偏析方法153
#考文獻154
4.6在非金屬上CVD閤成石墨婦157
4.6.1引言157
4. 6. 2非金屬作為催化劑時需要考慮的問題158
4. 6.3非金屬作為催化劑用於石墨烯的CVD法生長158
4. 6.4金屬輔助方法161
4.6.5非金屬催化劑製備碳納米牆(直立的石墨烯）162
4.6.6等離子增強CVD的基礎163
4.6.7納米牆或納米片的製備163
4.6.8無基底PECVD製備石墨烯片164
4.6.9在錶麵用固體碳源製備石墨烯164
#考文獻166
4.7在SiC上外延生長石墨烯169
4.7.1引言169
4.7.2反應方案170
4.7.3成核和生長171
4.7.4在SiC(OOOl)麵外延生長石墨烯171
4.7.5麵對麵生長172
4.7.6激光誘導生長外延石墨烯173
4.7.7在SiC(OOOT)麵外延生長石墨烯174
4.7. 8通過SiC的分子束外延生長石墨烯175
4.7.9在立方SiC/Si晶片上製備石墨烯176
4.7.10通過Siti的碳熱還原製備石墨烯176
4.7.11以SiC/金屬混閤體係製備石墨烯176
參考文獻177
4.8石墨烯的轉移179
4.8.1引言179
4.8.2將機械剝離的石墨嫌轉移至任意基底上179
4.8.3將金屬上以CVD法生長的石墨烯轉移至任意基底上181
4.8.4轉移SiC上生長的石墨烯184
4.8.5任意基底上生長的石墨烯的通用轉移法186
4.8.6總結187
參考文獻187
第5章錶徵技術189
5.1光學顯微術189
參考文獻195
5.2拉曼光譜學196
參考文獻201
5.3 掃描電子顯微技術203
參考文獻208
5.4透射電子顯微鏡209
5.4.1引言209
5.4.2原子分辨成像和原子尺度光譜210
5.4.3錶麵汙染212
5.4.4通過(S)TEM檢測石墨席層數 214
5.4.5石墨烯缺陷的錶徵217
5.4.6石墨烯邊緣的錶徵222
5.4.7石墨烯的TEM原位操縱225
參考文獻226
5.5電子衍射230
5.5.1引言230
5.5.2通過電子衍射確定層數231
5.5. 3觀察石墨烯的形貌233
5.5.4堆操順序的判斷和鏇轉堆垛層錯的鑒彆235
5.5.5低能電子衍射239
參考文獻241
5.6掃描隧道顯微鏡243
5.6.1掃描隧道顯微鏡簡介243
5.6.2石墨的STM研究244
5.6.3金屬基底上石墨烯的STM研究245
5.6.4絕緣基底上石墨烯的STM研究250
5.6.5總結251
參考文獻252
5.7原子力顯微鏡254
5.7.1引言254
5.7.2不同錶麵上的石墨烯256
5.7.3石墨烯氧化物的AFM研究258
5.7.4 AFM作為研究和設計物理性質的工具258
參考文獻263
5.8霍爾遷移率和場效應遷移率264
5.8.1霍爾效應264
5.8.2石墨烯的霍爾遷移率的測定265
5.8.3石墨稀場效應遷移率的測定267
5.8.4遷移率最大化268
5.8.5總結271
參考文獻272
第6章石墨烯的應用274
6.1電子器件274
6.1.1引言274
6.1.2金屬氧化物半導體場效應晶體管274
6.1.3石墨烯 MOSFET 276
6.1.4打開帶隙277
6.1.5應變工程帶隙278
6.1.6電場誘導雙層石墨烯産生帶隙278
6.1.7石墨烯納米帶278
6.1.8其他技術279
6.1.9遷移率的優化279
6.1.10沉積高柵極絕緣層從而實現低金屬接觸280
6.1.11石墨烯用於CMOS中的可行性281
6.1.12射頻電子器件281
6.1.13新型場效應晶體管的設計282
6.1.14氣體傳感器283
6.1.15計量學與歐姆的定義283
參考文獻284
6.2白鏇電子學 290
6.2.1引言290
6.2.2使用碳納米管的磁緻電阻291
6.2.3石墨烯製成的磁緻電阻294
6.2.4總結300
參考文獻300
6.3透明導電電極301
參考文獻311
6.4石墨婦在納機電係統中的應用315
6.4.1NEMS的驅動、探測和品質因數315
6.4.2石墨烯機電共振器317
參考文獻324
6.5自支撐石墨烯膜325
6.5.1自支撐石墨烯作為顯微鏡載物片326
6.5.2石墨烯作為電子束無催化劑製備石墨烯的模闆330
6.5.3以自支撐的石墨烯作為亞納米級的反式電極膜332
6.5.4自支撐石墨烯的滲透性333
參考文獻334
6.6石墨稀在能源領域的應用336
6.6.1石墨烯材料在超級電容器中的應用336
6.6.2石墨烯在電化學雙層電容器中的應用337
6.6.3石墨烯在贋電容器中的應用339
6.6.4石墨烯材料在鋰離子電池中的應用341
6.6.5石墨烯材料在燃料電池中的應用342
6.6.6石墨烯材料在太陽能電池中的應用343
參考文獻345
6.7超強石墨烯復閤材料349
6.7.1石墨烯復閤材料350
6.7.2非原位聚閤351
6.7.3原位聚閤356
參考文獻357
索引 360
彩圖

前言/序言

好的，這是一份基於您提供的圖書名稱，但內容完全不涉及“石墨烯：基礎及新興應用”的詳細圖書簡介。 --- 圖書名稱： 高分子材料科學：從結構到性能的深度探索 圖書簡介 第一部分：高分子科學的基石 本書旨在為讀者構建一個堅實的高分子材料科學基礎框架，深入剖析聚閤物的微觀結構、分子動力學及其宏觀性能之間的復雜關聯。我們從高分子鏈的化學構建單元（單體）齣發，係統闡述瞭加聚、縮聚、開環聚閤等核心閤成方法論。重點探討瞭不同聚閤反應的機理、動力學控製，以及如何通過調控反應條件（如溫度、壓力、催化劑體係）來實現對分子量分布（如數均分子量、重均分子量）和分子量均勻度的精確控製。 我們詳盡分析瞭不同類型高分子鏈的拓撲結構，包括綫型、支化型、星型以及超支化聚閤物。這些拓撲結構的差異如何影響材料的流變行為和最終的加工性能，是本捲的核心議題之一。 在結構層麵，本書深入研究瞭固態高分子材料的微觀形貌。我們詳細解析瞭結晶學在高分子科學中的應用，區分瞭完全無定形聚閤物、部分結晶聚閤物與熱緻液晶聚閤物的結構特徵。通過偏振光顯微鏡、X射綫衍射（XRD）和差示掃描量熱法（DSC）等錶徵技術，我們展示瞭如何量化結晶度、玻璃化轉變溫度（Tg）和熔點（Tm），並論證瞭這些熱力學參數對材料使用壽命和工作溫度範圍的決定性影響。 第二部分：高分子材料的力學行為與加工流變學 材料的機械性能是其應用的關鍵所在。本部分專注於高分子材料的力學行為。我們不僅介紹瞭傳統的拉伸、壓縮、彎麯試驗，更引入瞭粘彈性理論，解釋瞭高分子材料的應力鬆弛、蠕變現象以及時間-溫度等效原理（Time-Temperature Superposition Principle, TTSP）。通過對動態機械分析（DMA）數據的深入解讀，讀者將掌握如何從動態模量（儲能模量和損耗模量）麯綫中識彆材料的主鏈段運動、次級弛豫過程及其對韌性和脆性的貢獻。 高分子加工流變學是連接實驗室研發與工業化生産的橋梁。本書係統介紹瞭牛頓流體、假塑性流體等本構方程，並特彆關注瞭聚閤物熔體的剪切速率依賴性粘度行為。我們詳細探討瞭擠齣、注塑和吹塑等典型成型工藝中的流動機製，並闡述瞭剪切誘導的分子取嚮和結晶對最終産品性能（如各嚮異性）的影響。此外，對熔體彈性（如Die Swell現象）的量化分析和模型預測，為優化模頭設計提供瞭理論基礎。 第三部分：功能性高分子與先進應用 隨著材料科學的進步，高分子材料已不再僅僅是結構支撐體，更成為承載特定功能的載體。本部分聚焦於具有特殊電、光、熱或生物學功能的高分子體係。 在電子與光電領域，我們研究瞭導電聚閤物（如聚苯胺、聚吡咯）的摻雜機製和電荷傳輸模型。同時，對有機發光二極管（OLED）和有機薄膜太陽能電池中使用的共軛聚閤物的能級結構、激子動力學及其器件性能優化進行瞭前沿探討。 生物醫學高分子是另一個重點。本書討論瞭可降解聚閤物（如聚乳酸PLA、聚羥基脂肪酸酯PHA）的體內降解機理和産物毒性評估。我們詳細分析瞭水凝膠（Hydrogels）的溶脹平衡、交聯密度與孔隙結構對藥物緩釋速率的控製作用，並探討瞭生物相容性材料在組織工程支架構建中的應用潛力。 此外，本書還深入剖析瞭高性能熱固性樹脂（如環氧樹脂、聚酰亞胺）的固化動力學和高交聯網絡的結構特徵，它們在航空航天復閤材料和先進封裝領域的關鍵作用。我們通過對交聯點密度和網絡缺陷的分析，解釋瞭這些材料如何實現超高的耐熱性和尺寸穩定性。 第四部分：高分子材料的錶徵技術與計算模擬 可靠的性能評估依賴於精確的材料錶徵。本書集閤瞭從分子尺度到宏觀尺度的關鍵分析工具。除前述的DSC、XRD、DMA外，我們還詳盡介紹瞭凝膠滲透色譜（GPC/SEC）在分子量測定中的應用，核磁共振（NMR）在結構確證和微觀不規整性分析中的強大能力，以及透射電子顯微鏡（TEM）在觀察相分離結構和納米填料分散性方麵的作用。 在理論層麵，本書引入瞭高分子物理中的統計力學模型，例如高斯鏈模型、自由體積理論，用於解釋聚閤物的物理轉變和擴散現象。最後，我們展望瞭使用分子動力學模擬（MD）和濛特卡洛（MC）方法來預測聚閤物的構象、鏈段運動速率以及復閤材料界麵的相互作用，展示瞭計算化學在高分子材料設計中的前沿地位。 目標讀者： 本書內容全麵、論述嚴謹，不僅適閤高分子化學、材料科學、化學工程等專業的高年級本科生及研究生作為核心教材或參考書，也為從事高分子産品研發、工藝改進和質量控製的工程師和科研人員提供瞭深入、實用的理論指導。通過係統學習，讀者將能夠從分子設計層麵理解和優化各類高分子材料的性能。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當有格調，那種深邃的黑色背景上點綴著微光，仿佛真的在展示石墨烯那種神秘而又充滿潛力的特質。光是翻開扉頁，就能感受到編者對這個材料的敬畏和深入研究的決心。我個人是那種對新材料技術充滿好奇心的工程專業學生，一直覺得石墨烯是未來科技的基石之一，但市麵上的資料要麼過於學術化，充斥著大量晦澀的晶格結構和能帶理論，要麼又過於科普化，流於錶麵，抓不住核心的科學原理。這本書給我的第一印象是，它試圖架起這樣一座橋梁。它不僅僅是羅列事實，更像是在引導讀者進行一次思維的探險。我特彆欣賞它在材料製備方法上的詳盡描述，比如從早期的機械剝離法到後來的化學氣相沉積（CVD）和氧化還原法，每一種方法的優缺點、適用的規模和麵臨的挑戰，都被剖析得淋灕盡緻。這對於我這種需要將理論轉化為實際生産應用的人來說，是極其寶貴的參考資料。我希望看到的不僅僅是“石墨烯很棒”，而是“石墨烯是如何一步步被製造齣來的，以及我們還能如何改進它”。這本書的結構安排，初看之下就顯示齣一種嚴謹的邏輯性，從最基礎的二維碳結構特性講起，逐步過渡到復雜的功能化應用，這種循序漸進的講解方式，極大地降低瞭初學者的入門門檻，但同時，對於資深研究者來說，其中引用的最新研究進展和一些尚未解決的瓶頸問題，也提供瞭足夠的深度去思考和藉鑒。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本厚重的著作時，我最大的期待是它能在“新興應用”這部分展現齣真正的洞察力，畢竟基礎理論的書籍已經很多瞭，真正考驗作者功力的是對未來趨勢的精準把握和深度挖掘。坦白說，我對那些動輒宣稱石墨烯能治愈一切疾病或者顛覆所有電子設備的誇張論調是持保留態度的。我更傾嚮於那些腳踏實地分析技術可行性、成本效益和實際工程難點的論述。這本書在柔性電子器件、高頻通信和儲能設備（尤其是超級電容器和下一代電池）方麵的論述，展現齣一種超越市場炒作的務實態度。它沒有迴避石墨烯在實際器件集成中遇到的界麵電阻、均勻性和規模化摻雜等核心難題。我尤其留意瞭其中關於石墨烯在生物傳感器領域應用的章節，它詳細探討瞭如何利用石墨烯優異的電子遷移率和超大的比錶麵積來提高檢測靈敏度，同時，對於生物相容性與長期穩定性的討論也相當到位。這本書的作者群顯然是行業內的資深人士，他們的語言風格沉穩有力，即便在討論高精尖的物理現象時，也能找到閤適的類比，使得即便是非物理背景的讀者也能抓住核心概念。讀完這部分，我感覺自己對石墨烯未來三到五年的商業化路徑有瞭更清晰的認知，而不是僅僅停留在實驗室的驚艷演示階段。這種對“落地”的關注，是它區彆於其他同類書籍的關鍵所在。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，我是在一個相對功利的層麵上選擇這本書的——我正在為我的博士課題尋找一種新型的復閤材料基體，用以提高熱管理係統的效率。因此，我對涉及熱學性質和機械性能增強的章節給予瞭最高的關注度。這本書在石墨烯的導熱性能方麵做瞭詳盡的剖析，它不僅給齣瞭石墨烯單層和多層的理論導熱係數，更重要的是，它深入探討瞭在不同聚閤物基體中嵌入石墨烯片層後，熱量是如何通過界麵聲子散射機製進行有效傳遞的。這一點至關重要，因為在實際復閤材料中，界麵熱阻往往是限製整體性能的關鍵因素。書中對增強子（filler）的形貌控製（如片層尺寸、缺陷密度）對宏觀熱導率的影響進行瞭量化分析，這為我的實驗設計提供瞭非常堅實的理論依據和參數參考範圍。此外，書中對機械性能的提升，比如拉伸強度和韌性的改善，也采用瞭微觀力學模型進行解釋，而不是簡單地堆砌“強度提高瞭X%”這樣的數據。這種深度分析讓我相信，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一本“工具書”，裏麵承載瞭大量可以被直接應用於解決工程問題的科學原理和數據支持。從排版和圖錶的清晰度來看，齣版方顯然也投入瞭極大的精力，那些復雜的示意圖和數據麯綫都非常易於辨識和解讀。

评分☆☆☆☆☆

這本書的整體編撰風格散發著一種濃厚的學術嚴謹性，但令人驚喜的是，它並非那種枯燥乏味的官方文獻匯編。在介紹一些具有裏程碑意義的實驗發現時，作者會不經意地流露齣一種對科學探索過程的贊嘆與反思。比如，在迴顧早期的二維材料研究時，敘述中隱含著對那些突破性思維的緻敬。這種人情味讓閱讀體驗變得更加愉悅。我特彆喜歡它在每一章末尾設置的“當前挑戰與未來展望”部分。這些總結並非簡單的迴顧，而是對該領域尚未被充分探索的“藍海”的精準定位。例如，它提到瞭在極端環境（如高輻射或高腐蝕性介質）下，石墨烯的功能化保護塗層所麵臨的化學穩定性問題，並提齣瞭幾種有前景的分子設計思路。這種前瞻性的討論，對於處在研究前沿的學者來說，無疑是提供瞭新的研究方嚮的靈感火花。閱讀時，我常常需要停下來，在筆記本上記錄下一些關鍵的相互關聯的概念，這本書成功地做到瞭在提供知識的同時，激發讀者的批判性思維和創新欲望，這纔是優秀學術著作的真正價值所在。

评分☆☆☆☆☆

我接觸過不少關於納米材料的綜述性書籍，很多都存在一個通病：內容陳舊，或者在介紹最新的研究成果時缺乏足夠的連貫性。而這本《石墨烯：基礎及新興應用》在信息時效性上做得非常齣色。我查看瞭它引用的文獻列錶，發現其中包含瞭近兩年的高影響力期刊論文，這錶明編撰團隊在收錄和整理資料時投入瞭巨大的努力去追蹤最新的進展。尤其是在石墨烯在量子計算和自鏇電子學等尖端領域中的潛在應用部分，這本書提供瞭比我之前閱讀的任何資料都要更細緻的探討，比如狄拉剋錐的物理特性如何被應用於設計零能壘的晶體管，以及石墨烯作為拓撲絕緣體邊緣態載流子輸運介質的潛力。這種對最前沿理論物理和實際工程需求的緊密結閤，使得這本書的價值遠遠超齣瞭一個普通參考書的範疇。它更像是一份對未來十年材料科學發展趨勢的路綫圖，指引著我們應該把目光投嚮何方。對於那些希望保持知識更新、站在技術浪潮最前沿的工程師和科學傢來說，這本書是案頭不可或缺的“實戰指南”。

评分☆☆☆☆☆

东西不错，值得购买。京东购物很放心。

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很专业，不太懂，浏览着看！

评分☆☆☆☆☆

印刷质量很好，内容稍微久远了点，毕竟现在科技发展的太快，出版也得跟上节奏。

评分☆☆☆☆☆

请确认自己有兴趣仔细去看这种书，稍枯燥，不是入门使用。价格偏贵，印刷质量一般

评分☆☆☆☆☆

物流还是很快的，这个很赞！整本书大概翻了翻，专业性还是很强的，如果没有足够平静的心态和专业基础，很难吃透这本书。

评分☆☆☆☆☆

不错的书。很好。

评分☆☆☆☆☆

物流超级快的，一些新书，书是比较贵的，科研需要

评分☆☆☆☆☆

挺好的一本书，适合学习用书

评分☆☆☆☆☆

没有自己的特色，