纳米材料学简明教程PDF电子书下载

绪论　纳米科技及发展简史 1

0.1　纳米科技与纳米材料 1

0.2　从诺贝尔奖中寻觅纳米科技发展的踪迹 2

0.3　从全球性一些重要科技期刊的发展史看纳米材料研究的旺盛活力 4

0.4　纳米材料学是一门年轻但具有深厚积淀的学科 5

参考文献 6

思考题与习题 6

第1章 纳米材料的重要特性 7

1.1　纳米材料与纳米结构 7

1.1.1　关于纳米材料与纳米结构 7

1.1.2　纳米材料的微结构及品质评价 8

1.2 重要特性 10

1.2.1 表面与界面效应 10

1.2.2　小尺寸效应 12

1.2.3　量子尺寸效应 12

1.2.4　宏观量子隧道效应 14

1.2.5　纳米材料的可见光谱学 14

参考文献 17

思考题与习题 18

第2章　纳米材料的制备 19

2.1　关于纳米材料的制备 19

2.2　物理方法制备纳米材料 19

2.2.1　应用特殊的加热手段 20

2.2.2　气体冷凝法 20

2.2.3　等离子体法 21

2.2.4　机械研磨 22

2.2.5　高温高压法 23

2.2.6　原子能辐照 23

2.3　化学方法制备纳米材料 24

2.3.1 化学方法制备纳米材料的基本思想 24

2.3.2　化学沉积法 27

2.3.3　水热及溶剂热法 29

2.3.4　微乳液法 30

2.3.5　溶胶-凝胶法 31

2.3.6　气-液-固（VLS）法 32

2.3.7　纯粹固相化学反应法 33

2.3.8　其他的一些物理化学手段 34

2.4　一些纳米材料制备的研究进展 35

2.4.1　模板合成法 35

2.4.2　CVD法的延伸与拓展 35

2.4.3　溶胶-凝胶法的发展 37

2.4.4　相转移法 39

参考文献 39

思考题与习题 40

第3章 纳米材料结构表征 41

3.1　纳米材料结构的XRD表征 41

3.1.1　XRD谱图 41

3.1.2　谢乐公式 42

3.1.3　纳米薄膜的XRD表征 44

3.2　纳米材料结构的气体吸附法表征 46

3.2.1 比表面积的BET法测定 46

3.2.2　孔径分布测定 48

3.3　纳米材料结构的显微观察 48

3.3.1 纳米材料结构的电子显微观察 49

3.3.2 纳米材料结构表征的STM和AFM技术 53

3.4　XRD与TEM对纳米材料结构的综合分析 57

3.4.1 一次纳米粒子与二次纳米粒子 57

3.4.2　粒径分布 57

3.4.3　XRD与HRTEM 58

3.4.4　XRD与ED 58

3.4.5　有序结构纳米材料的表征 62

参考文献 63

思考题与习题 64

第4章 纳米材料晶体学 66

4.1　关于ZnO的六方晶型 66

4.2　表面缺陷 67

4.3　纳米晶体生长的取向性 69

4.4 纳米材料晶体学研究若干进展 70

4.4.1 纳米晶体表面原子数的计算 70

4.4.2　介晶结构 72

4.4.3　超晶格 74

4.4.4 锐钛矿型纳米TiO2晶体晶面的控制性生长 76

4.4.5　纳米催化剂活性因素研究及新进展 78

参考文献 79

思考题与习题 79

第5章 纳米材料磁学 81

5.1　有关磁学的一些基本概念 81

5.1.1　材料的磁性及居里温度 82

5.1.2　磁滞回线及相关概念 84

5.1.3　磁能、磁各向异性和磁畴 84

5.2　磁性纳米材料 85

5.3　纳米材料特殊的磁性质 86

5.3.1　各向异性 86

5.3.2　磁性长度 87

5.3.3　磁畴 87

5.3.4　超顺磁性 89

5.3.5　交换作用 90

5.3.6　居里温度 91

参考文献 91

思考题与习题 91

第6章 纳米材料电子学与光电子学 93

6.1 从计算机技术的发展过程谈起 93

6.1.1　计算机存储技术 93

6.1.2　计算机控制和运算技术 96

6.2　纳米材料电子学重要理论基础 98

6.2.1 单电子输运理论 98

6.2.2　弹道输运理论 99

6.2.3　压电效应 99

6.3　纳米材料电子学研究进展简介 99

6.3.1 纳米尺度集成电路发展的障碍及解决对策 99

6.3.2　纳米发电机 100

6.4　纳米材料光电子学简介 101

6.4.1 能隙 101

6.4.2　发光纳米半导体材料 102

参考文献 104

思考题与习题 104

第7章　纳米材料生物学 105

7.1 生物领域中的纳米材料和纳米结构 105

7.1.1　DNA的纳米结构 106

7.1.2　蛋白质的纳米结构 106

7.1.3　病毒 108

7.1.4 动植物界丰富的纳米结构 110

7.2　纳米机器 111

7.2.1　天然的纳米机器——DNA 111

7.2.2　生物分子马达 111

7.3　生物识别技术 112

7.3.1　基于纳米金的识别技术 113

7.3.2　量子点 113

7.4　纳米材料生物学研究进展 115

7.4.1　蛋白质结构形态的改变 115

7.4.2　核酸作模板制备纳米材料 116

参考文献 117

思考题与习题 117

第8章 自组装与超分子结构 118

8.1　超分子化学 118

8.2　自组装的概念 119

8.3　一些重要的超分子结构 122

8.3.1　单分子薄膜 122

8.3.2　金属有机化合物和配合物 123

8.3.3　有机物 128

8.3.4　其他 133

参考文献 135

思考题与习题 135

第9章　重要的纳米材料 137

9.1 单质 138

9.1.1 碳纳米材料 138

9.1.2　金属 143

9.2　二元无机非金属化合物 144

9.2.1 氧化物 144

9.2.2　硫化物 147

9.2.3　其他 148

9.3　二元金属纳米材料 150

9.4　其他无机化合物 150

9.4.1　硅酸盐纳米材料 150

9.4.2　钙钛矿型晶体 151

9.4.3　尖晶石型晶体 152

9.4.4　烧绿石型晶体 153

9.5　有机物 155

参考文献 156

思考题与习题 156

第10章　纳米材料的应用 159

10.1　金属纳米材料 159

10.1.1 力学性能 159

10.1.2　软磁性能 159

10.1.3　催化性能 160

10.1.4　储氢性能 160

10.2　磁性液体 160

10.2.1　磁性液体及其性能 160

10.2.2　磁性液体的应用 161

10.3　纳米复合材料 161

10.3.1 在医学、生物领域中的应用 161

10.3.2　纳米催化剂 165

10.3.3　高分子／纳米复合材料 166

10.4　纳米器件与装置 168

10.4.1　新型太阳能电池 168

10.4.2　光催化 169

10.4.3　传感器 171

参考文献 172

思考题与习题 172

第11章 纳米材料研究英文论文的写作及范例50句 173

11.1　标题 174

11.2　摘要 174

11.3 前言 176

11.4　实验部分 178

11.5　结果和讨论 179

11.6　结论 181

11.7　其他部分 182

参考文献 183

思考题与习题 184

部分思考题与习题参考答案 186