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第1章 纳米技术概论 1

1.1 纳米导论 1

1.2 物质处于化学和固态物理学之间的新领域 5

1.3 纳米材料的历史背景 7

1.4 纳米材料的分类 9

参考文献 11

第2章 金属 13

2.1 引言 13

2.1.1 结构和键合 13

2.1.2 性能 15

2.2 尺寸的缩小 17

2.2.1 概述 17

2.2.2 与尺寸有关的性质 19

2.2.3 应用 32

2.3 金属纳米粒子的合成和结构 35

2.3.1 概述 35

2.3.2 气相合成 36

2.3.3 化学合成 37

2.4 排列方式 41

2.4.1 三维排列 41

2.4.2 二维排列 43

2.4.3 一维排列 44

参考文献 50

第3章 半导体纳米晶体 53

3.1 引言 53

3.2 量子点半导体的研究背景 53

3.3 反胶束溶液的研究背景 54

3.4 合成 55

3.4.1 球状纳米晶体的合成 55

3.4.2 三角形纳米晶体的合成 56

3.5 碲化镉纳米晶体 56

3.6 CdS纳米晶体 57

3.6.1 球状纳米晶体 57

3.6.2 三角形CdS纳米晶体 58

3.7 半导体合金 61

3.7.1 Cd1-ZnyS固溶体 61

3.7.2 Ⅱ-Ⅵ型弱磁性半导体 61

3.8 Ag2S纳米晶体的二维和三维超晶格 68

3.9 结论 71

致谢 72

参考文献 73

第4章 陶瓷 76

4.1 引言 76

4.2 合成 78

4.2.1 物理／气溶胶法 79

4.2.2 化学方法 85

4.3 键 92

4.3.1 概述 92

4.3.2 缺陷 93

4.3.3 金属氧化物 94

4.3.4 SiC和SiN 96

4.3.5 TiO2 97

4.3.6 其他 98

4.4 选择性 98

4.4.1 化学性质 99

4.4.2 物理／力学特性 100

参考文献 102

第5章 金属纳米粒子：双电层、光学特性和电化学 108

5.1 引言 108

5.2 胶体稳定性 109

5.2.1 胶体粒子周围的双电层 109

5.2.2 扩散层 113

5.2.3 微米粒子的扩散层 114

5.2.4 纳米粒子的扩散层 115

5.2.5 纳米粒子的稳定性 116

5.3 电荷迁移 119

5.3.1 传质控制反应 119

5.3.2 活化控制的电子迁移 122

5.3.3 金属胶体上氢的生成 124

5.4 光学性能 127

5.4.1 胶体的光吸收 127

5.4.2 自由电子金属的简单介电响应 128

5.4.3 尺寸的影响 131

5.4.4 溶剂折射率的影响 132

5.4.5 电子迁移和等离子波带的位移 135

5.4.6 温度的影响 136

5.4.7 核－壳结构粒子 138

5.5 胶体电化学 142

5.5.1 电极－胶体平衡 142

5.6 结论 145

致谢 147

参考文献 147

第6章 磁学 149

6.1 引言 149

6.2 基本概念 149

6.2.1 磁学的原子起源 149

6.2.2 磁变量和单位 150

6.2.3 磁化系数和磁导率 151

6.3 磁性材料 152

6.3.1 抗磁性 155

6.3.2 顺磁性 156

6.3.3 铁磁性 160

6.4 铁磁性材料的磁现象 170

6.4.1 磁的各向异性 170

6.4.2 磁畴 172

6.4.3 磁滞现象 173

6.5 小颗粒的磁性 176

6.5.1 单畴粒子 176

6.5.2 单畴粒子的矫顽力 177

6.5.3 超顺磁性 180

6.5.4 小粒子的矫顽力 184

6.6 对纳米尺度磁学的某些问题的讨论 186

符号术语表 192

参考文献 193

第7章 纳米晶体的化学性质与催化性能 195

7.1 引言 195

7.2 纳米催化材料 197

7.2.1 金属 197

7.2.2 最新进展 199

7.3 纳米结构的吸附剂 208

7.3.1 金属 208

7.3.2 尺寸可控的孔材料 209

7.3.3 球形纳米晶体 212

7.4 作为新型化学试剂的纳米粒子 212

7.4.1 金属 212

7.4.2 金属氧化物反应 214

7.4.3 纳米复合高聚物 219

7.4.4 流体、油墨和染料 220

7.4.5 嵌段共聚物和树枝状聚合物 221

7.4.6 纳米晶超晶格 221

7.5 结论 222

参考文献 223

第8章 纳米晶体材料的比热容和熔点 227

8.1 引言 227

8.2 比热容 227

8.2.1 多晶材料的比热容 228

8.2.2 纳米晶体的比热容 230

8.3 纳米材料的熔点 233

8.3.1 纳米材料熔点的热力学预测 233

8.3.2 用原子振动来描述纳米材料的熔融温度 235

8.4 结论 238

参考文献 238

第9章 纳米晶体的应用 239

9.1 引言 239

9.2 历史背景 239

9.3 结构和力学材料 240

9.4 染料和颜料 241

9.5 生物医学应用 242

9.6 电子学和磁学应用 243

9.7 结论 244

中英文对照 245