纳米科学与技术：有机场效应晶体管 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡文平 著

图书标签:

• 纳米科学
• 纳米技术
• 场效应晶体管
• 半导体
• 材料科学
• 电子器件
• 纳米材料
• 物理学
• 应用物理
• 微电子学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030320629

版次：1

商品编码：11865413

包装：精装

丛书名： 纳米科学与技术

开本：16开

出版时间：2011-08-01

用纸：胶版纸

页数：256

字数：320000

正文语种：中文

内容简介

　　有机场效应晶体管是有机电路的基本构筑单元，也是分析有机半导体传输性能的有力工具。基于有机场效应晶体管的显示器、电子纸、射频商标等产品已经走人人们的视野，预示有机场效应晶体管具有巨大的应用前景。
　　《纳米科学与技术：有机场效应晶体管》共分10章，系统、全面地介绍了有机场效应晶体管的发展历史，基本概念与原理，材料的选取、制备与表征，晶体管的构筑与实际应用等内容。
　　《纳米科学与技术：有机场效应晶体管》可供高等院校化学、材料、物理和信息等专业高年级本科生、研究生、教师，研究院所科研人员等阅读和参考。

作者简介

　　胡文平，中国科学院化学研究所研究员。1993年在湖南大学化学化工系获得学士学位，1996年在中国科学院金属腐蚀与防护研究所（现并入中国科学院金属研究所）获得硕士学位，1999年在中国科学院化学研究所获得博士学位。受日本学术振兴会（JSPS）和德国洪堡基金的资助，先后在日本大阪大学和德国斯图加特大学工作，随后加入日本电信电话株式会社（NTT）。2003年入选中国科学院”百人计划”，2004年获中国科学院“百人计划”择优支持，2007年获“国家杰出青年科学基金”资助，中国化学会一英国皇家化学会青年化学奖等荣誉。主要从事有机场效应晶体管等分子器件的研究，在Chem.Soc.Rev.，Acc.Chem.Res.，J.Am.Chem.Soc.，Adv.Mater.，Phys.Rev.Lett.等期刊发表论文200余篇。

内页插图

目录

《纳米科学与技术》丛书序
前言
第1章晶体管及其发展历史
1.1引言
1.2晶体管的发展
1.2.1真空三极管
1.2.2点接触晶体管
1.2.3双极型与单极型晶体管
1.2.4硅晶体管
1.2.5集成电路
1.2.6场效应晶体管与金属—氧化物—半导体管
1.2.7微处理器
1.3摩尔定律及其挑战
1.3.1摩尔定律
1.3.2摩尔定律的挑战
1.3.3纳米晶体管与分子晶体管
参考文献
第2章有机场效应晶体管基本介绍
2.1几个基本的物理概念
2.1.1电子与空穴
2.1.2费米子、费米能级与功函数
2.1.3能级与能带
2.1.4金属、半导体与绝缘体
2.1.5金属—半导体接触
2.1.6肖特基势垒
2.1.7平带电压和阈值电压
2.2有机场效应晶体管
2.2.1有机场效应晶体管的基本结构
2.2.2有机场效应晶体管的基本工作原理
2.2.3有机场效应晶体管的工作模式
2.2.4有机场效应晶体管的能级结构
2.3有机场效应晶体管的基本参数
2.3.1输出与转移特性曲线
2.3.2阈值电压Vt
2.3.3场效应迁移率
2.3.4电流开关比Ion／Ioff
2.3.5亚阈值斜率
2.4有机场效应晶体管的优点与应用
参考文献
第3章有机场效应晶体管中的电荷传输
3.1引言
3.2有机半导体迁移率的主要测试方法
3.2.1飞行时间法
3.2.2空间电荷限制电流法
3.2.3声表面波法
3.2.4有机场效应晶体管法
3.2.5霍尔效应法
3.3有机场效应晶体管中影响电荷传输的主要因素
3.3.1导电沟道
3.3.2注入势垒
3.3.3分子结构和堆积方式
3.3.4缺陷和杂质
3.4有机场效应晶体管的电荷传输模型
3.4.1能带传输
3.4.2跃迁传输
3.4.3极化子模型
3.4.4多重陷阱捕获与释放模型
3.5总结与展望
参考文献
第4章有机小分子场效应材料
4.1引言
4.2有机小分子场效应材料的分类
4.2.1p型有机小分子场效应材料
4.2.2n型有机小分子场效应材料
4.3目前存在的主要问题和发展趋势
参考文献
第5章共轭高分子场效应材料
5.1引言
5.2高性能共轭高分子场效应材料
5.2.1高性能共轭高分子材料的设计要求
5.2.2p型共轭高分子材料
5.2.3n型共轭高分子材料
5.2.4双极性共轭高分子材料
5.3提高共轭高分子器件性能的途径
5.3.1优化共轭高分子材料本身的性能
5.3.2优化溶液成膜工艺和后续处理过程
5.3.3制备共轭高分子单轴取向有序薄膜
5.3.4制备共轭高分子微纳晶
5.4总结与展望
参考文献
第6章有机场效应晶体管绝缘层材料
6.1引言
6.2无机绝缘层
6.2.1无机绝缘材料
6.2.2无机绝缘层中影响器件性能的因素
6.2.3无机绝缘层的制备
6.3聚合物绝缘层
6.3.1聚合物的介电性能
6.3.2聚合物绝缘层材料
6.3.3聚合物绝缘层中影响器件性能的因素
6.4自组装单／多层绝缘层
6.4.1自组装单／多层绝缘层的发展
6.4.2自组装单／多层绝缘层的材料
6.4.3自组装单／多层绝缘层的制备
6.4.4自组装单／多层绝缘层的应用
6.5展望
参考文献
第7章有机场效应晶体管的表界面工程
7.1引言
7.2绝缘体／半导体界面
7.2.1界面形貌
7.2.2电学效应
7.2.3自组装单分子层修饰的绝缘层界面
7.3电极／半导体界面
7.3.1接触电阻的测量
7.3.2接触电阻的产生
7.3.3电极／半导体界面
7.4小结
参考文献
第8章有机薄膜场效应晶体管的构筑
8.1引言
8.2薄膜的结构＼形貌对场效应晶体管性能的影响
8.3溶液法制备有机薄膜
8.3.1旋涂法
8.3.2滴注法
8.4LB膜法
8.5真空沉积法
8.6其他薄膜制备方法
8.6.1区域滴注技术
8.6.2喷墨打印方法
8.6.3自组装分子膜
8.7电极构筑技术
8.8薄膜的分析表征技术
参考文献
第9章有机单晶场效应晶体管
9.1引言
9.2单晶及结构
9.2.1单晶、多晶与非晶
9.2.2有机单晶的结构特点
9.3有机单晶的生长方法
9.3.1气相Bridgman法
9.3.2物理气相传输法
9.3.3溶液法
9.4有机单晶的结构及形貌控制
9.4.1内因——分子结构
9.4.2外因——生长条件
9.5有机单晶的表征
9.5.1X射线衍射
9.5.2原子力显微镜
9.5.3其他方法
9.6有机单晶场效应晶体管
9.6.1有机单晶场效应晶体管的构筑
9.6.2有机单晶场效应晶体管中的电荷传输
9.6.3有机单晶场效应晶体管中的光诱导过程
9.6.4有机单晶场效应晶体管中的晶体缺陷
9.6.5有机单晶场效应晶体管的性能
9.7有机微纳单晶晶体管
9.7.1有机微纳单晶晶体管的优势
9.7.2有机微纳单晶晶体管的构筑
9.7.3基于有机微纳单晶的高性能逻辑电路
9.8展望
参考文献
第10章有机柔性器件、印刷器件与电路
10.1引言
10.2有机柔性器件
10.2.1制作柔性器件的必要条件
10.2.2柔性器件的常见材料
10.3印刷器件
10.3.1印刷的类型
10.3.2印刷器件
10.4有机电路
10.4.1电路的基本单元
10.4.2有机场效应电路
10.5展望
参考文献

前言/序言

探索微观世界的奇迹：纳米科技与尖端电子学 这是一部深刻剖析纳米科学与技术在电子学领域革命性应用的作品，聚焦于一个极具潜力的前沿方向：有机场效应晶体管（Organic Field-Effect Transistors，OFETs）。本书不仅是理论的殿堂，更是实践的指南，旨在为读者构建一个全面、深入且富有启发性的理解框架，涵盖从基础原理到前沿进展，再到未来发展趋势的每一个关键环节。 第一部分：纳米科学与技术的基石——微观世界的奥秘 在深入OFETs之前，本书首先为读者铺垫了坚实的理论基础。我们从“纳米”这一概念的起源与定义出发，揭示隐藏在原子和分子尺度上的奇妙物理和化学现象。这一部分将详细阐述： 纳米尺度的独特性质： 深入探讨当材料尺寸缩小到纳米级别时，会发生哪些颠覆性的变化。我们将分析表面积与体积比的急剧增加如何影响材料的反应活性、催化性能；量子效应（如量子尺寸效应、量子隧穿效应）如何改变材料的电子、光学和磁学性质；以及宏观世界中不易察觉的范德华力、氢键等微弱相互作用在纳米尺度上的重要性。 纳米材料的制备技术： 详细介绍当前主流的纳米材料制备方法。这包括自上而下的方法，如机械研磨、化学刻蚀、光刻等，以及自下而上的方法，如化学合成（溶胶-凝胶法、微乳液法、热解法）、物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）等。对于每种方法，我们将分析其原理、优势、局限性以及适用于制备的特定纳米材料类型。 纳米材料的表征手段： 介绍用于观察、测量和分析纳米材料性质的关键技术。我们将深入讲解扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在揭示纳米结构形貌方面的作用；原子力显微镜（AFM）如何实现原子级分辨率的表面成像和力学性质测量；X射线衍射（XRD）在分析晶体结构和尺寸上的应用；以及紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱（PL）在研究纳米材料光学性质上的价值。 纳米科技在各领域的应用概览： 在介绍完纳米科学的基础后，本书将简要回顾纳米科技在生物医学（药物递送、诊断成像）、能源（太阳能电池、催化剂）、环境（污染物治理、传感器）等领域的广泛应用，以此引出其在电子学领域的巨大潜力。 第二部分：有机场效应晶体管（OFETs）——电子学的绿色革命 OFETs是本书的核心焦点，我们将对其进行系统且深入的剖析： OFETs的基本原理与结构： 详细解释OFETs的工作机制。我们将从半导体物理学出发，阐述电场如何调制有机半导体材料的电导率。深入分析OFETs的典型结构，包括源电极、漏电极、栅电极、绝缘层（栅介质）和有机半导体层，并详细介绍不同结构（如底栅顶接触、顶栅底接触等）的优缺点。 有机半导体材料的种类与特性： 这是OFETs能否成功的关键。本书将系统介绍两大类重要的有机半导体材料： 小分子有机半导体： 如并五苯、吩嗪、酞菁等。我们将分析它们的分子结构、π共轭体系的形成、堆积方式以及这些因素如何影响载流子迁移率和稳定性。 聚合物有机半导体： 如聚(3-己基噻吩) (P3HT)、聚(9,9-二辛基芴-alt-联苯并噻二唑) (F8BT) 等。我们将讨论聚合物链的结构、分子量、结晶度对载流子传输的影响，以及共混体系的优势。 其他新兴有机半导体材料： 包括具有特殊结构的有机分子和聚合物，以及有机-无机杂化材料等。 材料性能的关键指标： 详细介绍评价有机半导体材料性能的几个重要指标，包括载流子迁移率（μ）、开关比（Ion/Ioff）、阈值电压（Vth）、亚阈值摆幅（SS）以及环境稳定性（空气、光、热等）。 OFETs的制备工艺与器件优化： 深入探讨OFETs的实际制造过程。 薄膜沉积技术： 详细介绍溶液法（旋涂、喷墨打印、刮涂）和气相沉积法（真空热蒸发）在有机半导体层和绝缘层制备中的应用，分析不同方法的特点和对器件性能的影响。 电极材料与界面工程： 探讨源漏电极材料（Au, Ag, Pd等）的选择，以及电极与有机半导体界面对载流子注入效率的重要性。研究表面处理技术（如SAMs）如何改善界面接触。 栅介质的选择与优化： 分析有机绝缘材料（如PMMA, PZT, SiO2等）和无机绝缘材料（如Al2O3, HfO2等）在OFETs中的作用，讨论介电常数、漏电流、界面陷阱等对器件性能的影响。 器件结构设计与性能提升： 探讨不同器件构型（如多层结构、栅极工程）如何提高迁移率、降低阈值电压，以及如何通过封装技术提高OFETs的环境稳定性。 OFETs的驱动电路与应用探索： OFETs作为基本逻辑门： 解释OFETs如何构筑非门、与门、或门等基本逻辑电路，以及它们的性能特点。 OFETs在柔性电子领域的应用： 重点介绍OFETs在柔性显示驱动、电子标签、可穿戴电子设备、智能包装等领域的巨大潜力，分析其柔韧性、可大面积制备的优势。 OFETs在传感器领域的应用： 探讨OFETs如何用于检测气体、化学物质、生物分子等，分析其高灵敏度和选择性的可能来源。 OFETs在有机光电器件中的集成： 讨论OFETs如何与有机发光二极管（OLEDs）、有机光伏电池（OPVs）等器件结合，实现更复杂的功能。 第三部分：前沿进展与未来展望 本书的第三部分将带领读者回顾OFETs领域的最新研究动态，并展望其未来的发展方向： 高性能有机半导体材料的开发： 介绍新型高迁移率、高稳定性的有机小分子和聚合物材料的设计理念和合成策略，以及在分子工程、共轭设计方面的最新突破。 新型器件结构与制造工艺： 探讨基于二维材料、三维堆积结构的OFETs，以及采用更先进的印刷技术（如卷对卷印刷）实现低成本、大批量生产的挑战与机遇。 环境稳定性的提升策略： 深入研究导致OFETs在空气中性能下降的因素（如氧气、水分、光照），并介绍有效的封装技术、材料改性策略和器件设计来提高其长期稳定性。 OFETs与人工智能、物联网的融合： 展望OFETs在构建智能传感器网络、低功耗物联网设备、可编程逻辑电路等方面的应用前景，以及与AI算法结合实现更智能化的数据处理和决策。 可持续性与绿色电子： 强调OFETs在材料选择、制备工艺、器件回收等方面所体现的绿色电子理念，以及其在推动电子产业可持续发展中的重要作用。 未解决的挑战与研究方向： 诚实地指出当前OFETs研究中存在的关键技术瓶颈，如工艺集成难度、长期稳定性、功耗优化等，并为未来的研究提出方向性的建议。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的论证和丰富的实例，带领读者全面理解纳米科学如何赋能OFETs技术，共同探索微观世界带来的无限可能，以及OFETs如何在未来的电子学领域掀起一场绿色、灵活、智能的革命。无论您是纳米科技的研究者、电子工程师，还是对前沿科技充满好奇的学生和爱好者，本书都将为您提供宝贵的知识和深刻的启迪。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 拿到这本《纳米科学与技术：有机场效应晶体管》，我首先被其厚重的纸质和精美的封面设计所吸引。作为一名对前沿科技充满好奇心的普通读者，虽然“有机场效应晶体管”这个词对我来说有些陌生，但“纳米科学与技术”这个宽泛的主题让我对接下来的内容充满了期待。我翻开第一页，扑面而来的是严谨的学术气息，复杂的公式和图表让人立刻意识到这不是一本轻松的科普读物。我试图去理解其中的某些段落，但坦白说，许多概念和术语都超出了我现有的知识范畴，例如“能带结构”、“载流子传输机制”等等，这些词汇的组合让我感觉像是闯入了一个全新的科学领域。我猜想，这本书应该为那些在物理、化学、材料科学或电子工程等领域有一定基础的读者量身定做，能够提供深入、系统的理论指导和技术解析。虽然我无法消化书中的全部内容，但从它展现出的专业深度和信息密度来看，它无疑是一部该领域内极具分量的参考书。它所涵盖的知识体系之庞大，研究方向之细致，都令我印象深刻。即使不能完全领悟，仅仅是浏览目录和部分章节的标题，就能感受到作者在梳理和呈现这一复杂领域时所付出的巨大努力，以及其中蕴含的科学价值。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 我一直对“纳米”这个概念感到着迷，它代表着微观世界的无限可能，而“有机场效应晶体管”则是我在电子技术领域听过的比较前沿的词汇。所以，当我在书店看到这本《纳米科学与技术：有机场效应晶体管》时，内心充满了好奇。我翻阅了其中的一些插图和图表，虽然许多技术细节我难以理解，但从图形的复杂性和数据的精密度来看，这无疑是一本高度专业化的著作。我猜测，它可能是在研究如何利用纳米技术来制造更小、更高效、更灵活的电子元件，特别是那些以有机材料为基础的晶体管。这些晶体管或许能够应用在一些我们意想不到的领域，比如柔性电子设备、生物传感器，甚至是可穿戴技术。这本书的出现，让我意识到科技的进步正在以一种我难以想象的方式改变着世界，而纳米科学和有机场效应晶体管，则可能是这场变革中的重要推手。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 这本书的出现，在我看来，更像是一扇通往未来科技大门的钥匙，即使我并非其中的专业人士，也足以感受到其背后所蕴藏的巨大潜能。封面上“有机场效应晶体管”的字样，虽然听起来有些技术门槛，但联系到“纳米科学与技术”这个宏大的框架，我联想到的是电子产品越来越小型化、高性能化的趋势，以及未来智能设备可能呈现出的全新形态。我期望书中能有一些关于这项技术如何改变我们生活场景的描绘，例如更轻薄的柔性屏幕，更高效的能源管理系统，或者更精密的生物传感器等等。即便书中详细的理论推导和实验数据我可能无法完全理解，但如果能穿插一些对这些技术在实际应用中的前瞻性展望，或者是一些易于理解的类比，那将极大地提升我的阅读体验，也让我能更直观地感受到这门科学的魅力。我设想着，或许书中会讨论到有机材料在电子器件制造中的独特优势，以及如何通过纳米尺度的精确控制来优化器件性能，这些都让我对未来的科技发展充满了无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 这本书的厚度和内容呈现方式，让我立刻感受到它是一部严肃的学术著作，而非轻松的消遣读物。从书名《纳米科学与技术：有机场效应晶体管》来看，它应该聚焦于纳米尺度下有机材料在构建电子器件方面的应用，尤其是对有机场效应晶体管这一特定技术进行深入剖析。我推测，书中会详细介绍各种有机半导体材料的分子结构、电子传输特性、光电性能，以及如何通过化学合成和物理制备方法来优化这些材料的性能。此外，对于晶体管器件的结构设计、工作原理、性能评估方法，也应该是书中的重要组成部分。我可以想象，作者会引用大量的科学文献和实验数据来支持其论点，并可能包含一些理论计算和模拟结果，以阐明纳米尺度下的物理现象。对于该领域的科研人员或高学历的工程师来说，这本书无疑是获取前沿知识、深入理解技术原理的绝佳参考。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 《纳米科学与技术：有机场效应晶体管》这本书，单看书名就足以让我想象到其严谨的学术风格和专业的研究方向。我推测，它会深入探讨有机半导体材料的特性、结构设计以及在制造有机场效应晶体管过程中的关键技术。对于那些希望在该领域进行深入研究的学者、工程师或高年级学生而言，这本书无疑是一份宝贵的资源。它可能包含了大量的理论模型、实验方法、器件表征技术以及最新的研究进展。我可以想象，书中会详细介绍不同类型的有机半导体材料，例如小分子、聚合物等，以及它们在电学、光学和化学性质上的差异，并阐述这些特性如何影响晶体管的性能。此外，关于器件的结构优化，如栅介质层、电极设计等，也应该是书中探讨的重点。从我的角度来看，尽管我可能不会逐字逐句地研读，但其目录和章节划分足以让我了解该领域的研究脉络和核心议题，为我提供一个研究方向的概览。

评分☆☆☆☆☆

很好

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正版书，质量不错，有货后赶紧抢购的

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