第一章 碳纳米管的结构与性质 1
1.1 碳原子的成键 2
1.2 无缺陷碳纳米管 3
1.3 含缺陷碳纳米管 7
1.4 电子学性质 10
1.5 光学和光电子性质 13
1.6 力学和机电性质 16
1.7 磁性与电磁性质 20
1.8 化学和电化学性质 22
1.9 热学与热电性质 24
1.10 总结 25
第二章 碳纳米管的计算纳米技术 29
2.1 引言 29
2.2 计算纳米技术的多尺度模拟方法 31
2.3 结构和对称性 35
2.4 纳米力学和热学性质 37
2.5 碳纳米管的化学修饰、物理吸附和扩散 51
2.6 纳米电子学和传感器 58
2.7 总结与展望 65
第三章 碳纳米管的电弧法和激光烧蚀法制备 71
3.1 引言 71
3.2 多壁碳纳米管的电弧法制备 72
3.3 多壁碳纳米管的激光烧蚀法制备 82
3.4 单壁碳纳米管的电弧法制备 82
3.5 双壁碳纳米管的电弧法制备 91
3.6 单壁碳纳米管的激光烧蚀法制备 100
3.7 结论 105
第四章 碳纳米管的化学气相沉积与等离子体增强化学气相沉积生长 110
4.1 引言 110
4.2 生长设备 111
4.3 催化剂制备 115
4.4 生长结果 118
4.5 生长机理 123
4.6 建模与分析 125
4.7 挑战与未来的方向 126
第五章 碳纳米管研究中的表征技术 132
5.1 引言 132
5.2 电子显微术 132
5.3 原子力显微术和扫描隧道显微术 134
5.4 性质表征 138
5.5 电导测量 138
5.6 热电测量 139
5.7 拉曼光谱 141
5.8 X射线衍射 150
5.9 总结 152
第六章 碳纳米管在扫描探针显微术中的应用 155
6.1 引言 155
6.2 原子力显微镜的发展及扫描探针的作用 155
6.3 碳纳米管力学性能及其在扫描探针显微术中的应用 162
6.4 碳纳米管针尖的制备 164
6.5 碳纳米管针尖的应用 169
6.6 总结 180
第七章 碳纳米管在纳米电子学中的应用 183
7.1 载流子表征技术 183
7.2 掺杂方法 187
7.3 单壁碳纳米管场效应晶体管 188
7.4 金属－半导体单壁碳纳米管异质结 194
7.5 单壁碳纳米管pn结Esaki二极管 198
7.6 单壁碳纳米管基单电子隧穿器件 201
7.7 其他半导体性单壁碳纳米管器件 207
7.8 金属性单壁碳纳米管的输运特性 210
7.9 纳米场效应晶体管的总体评价 210
第八章 碳纳米管场发射器件 219
8.1 引言 219
8.2 碳纳米管场发射器件的构造和微结构 221
8.3 碳纳米管场发射器件的应用 225
8.4 总结 237
第九章 碳纳米管化学与物理传感器 239
9.1 引言 239
9.2 碳纳米管化学传感器 239
9.3 碳纳米管物理传感器和致动器 254
9.4 总结与展望 260
第十章 碳纳米管生物传感器 264
10.1 引言 264
10.2 碳纳米管生物传感器的制造 265
10.3 碳纳米管生物传感器的应用 270
10.4 总结与展望 280
第十一章 碳纳米管复合材料 283
11.1 引言 283
11.2 碳纳米管的优越性 285
11.3 聚合物纳米复合材料 290
11.4 碳纳米管－金属复合材料 297
11.5 陶瓷基复合材料 298
11.6 总结与展望 305
第十二章 碳纳米管的其他应用 309
12.1 集成电路制造领域的应用 309
12.2 催化剂载体与吸附剂 310
12.3 金属的填充／嵌入 310
12.4 膜与分离 311
索引 313