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第一章 绪论 1

1.1 纳米尺度的定义 1

1.2 纳米科技的提出 2

1.3 纳米科学与技术的重要意义及其发展 4

第二章 纳米机械学与微型机械 8

2.1 概述 8

2.2 微型机械研究的一些主要方向 10

2.2.1 微型机械零件 10

2.2.2 微型电机 10

2.2.3 纳米尺度定位马达 12

2.2.4 微型泵和微型阀 14

2.2.5 传感器 15

2.2.6 微能源 16

2.2.7 超精度测量 17

2.3 微机械的基础工艺和理论 17

2.4 微机械的应用 18

2.5 微机器人及其应用 20

2.6 展望 23

第三章 纳米电子学 26

3.1 半导体纳米级结构 27

3.2.1 光学光刻 29

3.2 纳米级结构的制备 29

3.2.2 电子束光刻 30

3.2.3 离子束技术 30

3.2.4 SPM方法 31

3.2.5 直接生长方法 31

3.3 纳米级结构中的电子输运 32

3.3.1 量子线 33

3.3.2 人造原子与量子点 34

3.3.3 共振隧道二极管 35

3.3.4 分子电子器件 37

3.4 纳米级结构的光学性质 38

3.5 纳米级结构的应用前景 39

第四章 纳米材料学 42

4.1 纳米材料 42

4.2 纳米材料的制备 43

4.3 纳米材料的优异性能 44

4.4 纳米材料研究的一些前沿课题 46

第五章 纳米生物学 49

5.1 纳米生物学概念的提出 49

5.2.3 生物分子计算机元件 51

5.2.2 生物传感器 51

5.2.1 纳米化工厂 51

5.2 纳米生物学领域的初步成果 51

5.2.4 生物分子计算机 52

5.2.5 生物分子纳米机器人 52

5.2.6 纳米分子马达 52

第六章 纳米化学 54

6.1 大分子的合成及组装 55

6.2 碳60分子 56

6.2.1 碳60的发现 57

6.2.2 超导新军 58

6.2.3 化学新部落 60

6.2.4 天外来客 62

第七章 扫描探针显微镜 63

7.1 与隧道效应有关的显微镜 64

7.1.1 扫描隧道显微镜 64

7.1.2 扫描噪声显微镜 75

7.1.3 扫描隧道电位仪 76

7.1.4 弹道电子发射显微镜 76

7.2 扫描力显微镜 77

7.2.1 原子力显微镜 77

7.2.3 扫描力显微镜的应用 80

7.2.2 其它扫描力显微镜 80

7.3 扫描离子电导显微镜 82

7.4 扫描热显微镜 83

7.5 光子扫描隧道显微镜 84

第八章 纳米级尺度上的表面加工 86

8.1 概述 86

8.2 STM对表面的直接刻写 88

8.2.1 在金属表面的刻写 89

8.2.2 在半导体表面的刻写 93

8.3 在抗蚀膜表面上的加工 98

8.4 在溶液和气相环境中的加工 101

8.4.1 在溶液中加工 102

8.4.2 在气相环境下加工 103

8.5 操纵原子和分子 104

8.5.1 操纵单个原子 105

8.5.2 操纵分子和原子簇 112

8.6 用其它扫描探针显微镜的加工 114

8.6.1 在薄膜上的加工 114

8.6.2 电荷存贮 115

8.6.3 磁结构以及在界面上的刻写 116

8.7 展望 117

后记 119