纳米科学与技术PDF电子书下载

第一章 纳米科学与技术概述 1

1.1 纳米科学与技术的特点 1

1.2 纳米科学与技术的发展 1

1.3 发展纳米科学与技术的理论基础 5

1.4 发展纳米科技的重要性和各国纳米科技的发展情况 9

复习思考题 12

参考文献 13

第二章 扫描隧道显微镜 14

2.1 扫描隧道显微镜发明前微观表面形貌检测技术的发展 14

2.2 扫描隧道显微镜的发明 20

2.3 扫描隧道显微镜的基本工作原理 23

2.4 隧道效应的原理及检测机理分析 27

2.5 探针针尖曲率半径对隧道电流和测量灵敏度的影响 30

2.6 STM图像的分析和各因素对测量结果的影响 34

2.7 STM的探针尖及其制备处理技术 41

2.8 STM的扫描微进给系统 50

2.9 STM的粗调系统 57

2.10 STM的隔振系统 61

2.11 STM在不同环境条件下的应用 67

复习思考题 72

参考文献 72

第三章 原子力显微镜 74

3.1 原子力显微镜简介 74

3.2 原子力显微镜的测量和扫描模式 78

3.3 探针-试件间的作用力 82

3.4 毛细力和AFM在液体中测量 90

3.5 影响AFM测量精度的若干问题分析 95

3.6 AFM的微悬臂和针尖 100

3.7 AFM针尖作用力和悬臂变形位移的测量 109

3.8 微悬臂的激振 113

3.9 AFM的多微悬臂阵列 122

3.10 多功能扫描探针显微镜 126

复习思考题 131

参考文献 131

第四章 摩擦力、磁力等显微镜 133

4.1 多种扫描探针显微镜的出现和发展 133

4.2 摩擦力显微镜的发展和摩擦力检测的基本原理 134

4.3 FFM的微悬臂及其受力形变检测 137

4.4 摩擦力显微镜使用举例 139

4.5 磁力显微镜的提出和发展 146

4.6 磁力显微镜的工作原理 148

4.7 测量作用磁力的力调制技术法 151

4.8 磁力显微镜检测作用的磁力时受其他力干扰的分析 156

4.9 磁力显微镜的测量分辨率 159

4.10 MFM的探针针尖和微悬臂 162

4.11 MFM图像的分析和其他磁测量仪器的对比 164

4.12 磁力显微镜的应用举例 167

4.13 静电力显微镜 173

4.14 其他扫描探针显微镜 178

4.15 光子扫描隧道显微镜和近场光学扫描显微镜 180

复习思考题 182

参考文献 182

第五章 纳米材料 184

5.1 纳米材料的发展与纳米材料定义 184

5.2 纳米颗粒（微粉）材料 186

5.3 纳米微粒材料（零维纳米材料）的制造技术 196

5.4 纳米薄膜材料 206

5.5 纳米块体材料 211

5.6 原子团簇和碳纳米管 217

5.7 纳米复合材料 241

复习思考题 245

参考文献 245

第六章 纳米级精密测量技术 247

6.1 纳米级的尺寸精度和位移的测量方法 247

6.2 纳米级精度的多维尺寸测量 250

6.3 纳米级表面形貌的测量 253

6.4 超精密测量的环境条件 255

6.5 提高三维测量系统测量精度需注意的问题 258

复习思考题 261

参考文献 261

第七章 纳米级超精密加工和原子操纵技术 262

7.1 纳米级加工的物理实质和特点 262

7.2 超精密机械加工技术 264

7.3 纳米切削的分子动力学模拟 268

7.4 三束加工技术 272

7.5 原子操纵技术的发展和操纵机理的探析 279

7.6 原子操纵——搬迁移动原子 281

7.7 原子操纵——提取去除原子和放置增添原子 285

7.8 SPM进行纳米级加工的分析和用探针尖直接进行雕刻加工 289

7.9 用SPM进行连续原子操纵来加工微结构 295

7.10 用SPM针尖电场电流的物理化学效应来加工微结构 297

7.11 SPM对Si表面氢原子吸附和脱附的操纵 301

7.12 使用SPM的其他纳米级精密加工 303

复习思考题 305

参考文献 305

第八章 纳米级表层物理力学性能检测和纳米摩擦学 306

8.1 纳米级表层物理力学性能的显微力学探针检测法 306

8.2 材料极薄表层物理力学性能的实际检测 311

8.3 纳米摩擦学的提出 317

8.4 纳米摩擦学研究使用的实验测试仪器 319

8.5 纳米级摩擦副材料和摩擦表面形态 324

8.6 边界润滑与分子膜 328

8.7 薄膜润滑 338

8.8 平滑界面的微摩擦形态 344

8.9 纳米摩擦学的分子动力学模拟 354

复习思考题 356

参考文献 356

第九章 纳米电子学 358

9.1 概述 358

9.2 微电子技术过去30年的发展和面临的限制 359

9.3 纳米电子学和纳米电器件的出现 363

9.4 量子电器件的主要特征 364

9.5 量子电系统的基础元件 367

9.6 纳米级单电子晶体管 369

9.7 分子电子学和分子电器件 375

9.8 原子电器件 383

9.9 纳米电器件的集成和量子计算机 387

9.10 三代电子器件的比较和纳米电子集成电路的探索 393

复习思考题 396

参考文献 396

第十章 微型机械和微型机电系统 397

10.1 微型机械和微型机电系统的提出 397

10.2 微机械和微机电系统的理论基础 399

10.3 微机械常用的材料 406

10.4 微机械和微机电系统的技术基础 412

10.5 微传感器 420

10.6 微致动器 432

10.7 微型机器人 439

10.8 微型惯性仪表（导航仪） 444

10.9 微飞行器 455

10.10 微型卫星 466

复习思考题 473

参考文献 474

第十一章 微型机械和微机电系统的制造 475

11.1 微机械与微机电系统的制造技术简介 475

11.2 集成电路的制造过程简介 478

11.3 微机械器件的薄膜制造技术 481

11.4 光刻工艺中的曝光技术 485

11.5 光刻工艺中的化学刻蚀技术 495

11.6 LIGA技术 500

11.7 牺牲层工艺技术 509

11.8 微器件基板的键合技术 512

11.9 精微机械加工和特种加工等在微机电系统制造中的应用 518

复习思考题 525

参考文献 525