纳米物理和纳米技术
分類: 图书,工业技术,一般工业技术,
作者: (美)沃尔夫编著,薛冬峰等译
出 版 社: 机械工业出版社
出版时间: 2010-4-1字数: 337000版次: 1页数: 263印刷时间: 2010-4-1开本: 16开印次: 1纸张: 胶版纸I S B N : 9787111295051包装: 平装
内容简介本书研究在纳米和亚纳米尺度下的物理现象,特别侧重于对所有潜在应用技术中的最小尺度的重要性的研究。本书从磁学和量子学的角度,围绕“纳米电子学”做了说明,对现有的成功硅技术则叙述了涉及量子计算的可能性;介绍了关于碳纳米管的电子学新应用;在超导性方面,通过具体实例的介绍帮助理解以低功耗和高效率著称的“快速单通量量子”计算机逻辑设备。本书提供了一些新领域必需的基本概念,也包括了纳米科技的一些最新进展。
目录序言
第1版序言
译丛序言
译者序
第1章绪论
1.1纳米,微米,毫米
1.2摩尔(Moore)定律
1.3Esaki量子隧穿二极管
1.4量子点的多种颜色
1.5巨磁电阻 Gb硬盘读取磁头
1.6汽车上的加速计
1.7纳米孔道过滤器
1.8传统技术中的纳米元素
参考文献
第2章当物体尺寸变小时,接近于量子尺度时的体系
2.1小型化系统中机械频率增加
2.2由简单谐振子表示的尺寸缩放关系
2.3由简单电路元件表示的尺寸缩放关系
2.4热时间常数和温度差异的减少
2.5在流体介质中粘滞阻力成为小颗粒的主导力量
2.6在对称分子尺度的体系中摩擦力的消失
参考文献
第3章小的限度是什么?
3.1物质的粒子(量子)本质:光子,电子,原子,分子
3.2纳米发动机和纳米器件的生物学实例
3.2.1线性弹簧发动机
3.2.2轨道上的线性引擎
3.2.3旋转式发动机
3.2.4离子通道,生物中的纳米晶体管
3.3可以把它做到多小?
3.3.1制造微器件的方法有哪些?
3.3.2怎样才能看到想要制做的物体?
3.3.3怎样才能将它与外部世界联系起来?
3.3.4如果看不见它或连接不到它,能使其进行自组装并自主运作吗?
3.3.5组装小尺寸三维物体的途径
3.3.6利用DNA链引导纳米尺寸结构的自组装
参考文献
第4章纳米世界的量子本质
4.1核原子的玻尔(Bohr)模型
4.1.1角动量量子化
4.1.2玻尔模型的扩展
4.2光和物质的波粒二象性,德布罗意(DeBroglie)方程λ=h/p,E=hν
4.3电子波函数Ψ,概率密度Ψ*Ψ,行波和驻波
4.4麦克斯韦方程;E和B为光子、光纤模式的波函数
4.5海森堡测不准原理
4.6薛定谔方程,量子态和能量,势垒隧穿
4.6.1一维薛定谔方程
4.6.2一维俘获粒子
4.6.3势阶处的反射和隧穿
4.6.4势垒贯穿,阱逃逸时间,共振隧穿二极管
4.6.5二维和三维中的俘获粒子:量子点
4.6.6二维带和量子线
4.6.7简谐振子
4.6.8球型极坐标中的薛定谔方程
4.7氢原子,单电子原子,激发子
4.7.1磁矩
4.7.2磁化强度和磁化率
4.7.3电子偶素和激发子
4.8费米子,玻色子及其占位规则
参考文献
第5章宏观世界的量子行为
5.1化学元素周期表
5.2纳米对称性,双原子分子和铁磁体
5.2.1全同性粒子以及它们之间的交换
5.2.2氢分子,H—H:共价键
5.3更加纯粹的纳米物理作用力:范德华力、Casimir力、氢键
5.3.1极性波动力和范德华波动力
5.3.2Casimir力
5.3.3氢键
5.4金属作为自由电子的盒子:费米能级,DOS,维度
5.5周期性结构(如Si、GaAs、InSb、Cu):电子能带和带隙的KronigPenney模型
5.6半导体和绝缘体中的电子能带和传导:局域与离域
5.7类氢施主和受主
5.7.1半导体中的载流子浓度,金属掺杂
5.7.2PN结,电子二极管I(V)特征,注入式激光器
5.8铁磁性的扩展,磁盘存储器的纳米物理学基础
5.9表面的不同,Schottky势垒厚度W=[2εεOVB/eNd]
5.10铁电学,压电学和焦热电学:纳米技术发展的最新应用
参考文献
第6章自然界和工业中的自组装纳米结构
第7章基于物理学的纳米制造和纳米技术的实验方法
第8章基于磁、电子、核自旋以及超导性的量子技术
第9章硅纳米电子学与超越
第10章展望未来
习题
简写术语表
一些有用的常数
检索