纳米光电功能薄膜 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:北京大学出版社

作者:吴锦雷

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2006-5

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787301094891

丛书系列:

图书标签:

• 纳米材料
• 光电功能材料
• 薄膜技术
• 光学薄膜
• 纳米光子学
• 材料科学
• 物理学
• 应用光学
• 功能材料
• 表面工程

《超越微观的边界：新材料的黎明》 引言 在人类文明发展的长河中，材料科学始终扮演着至关重要的角色，每一次重大的材料革新都深刻地改变着我们的生活方式和社会形态。从石器时代的石器，到青铜器时代的金属，再到工业革命时期的钢铁，以及信息时代的半导体，我们对材料的理解和驾驭能力不断提升，也随之开启了新的篇章。如今，我们正站在又一个材料科学的转折点上，前沿科学家们正致力于探索那些在微观尺度上展现出前所未有功能的奇妙物质，它们不仅拥有超越传统材料的性能，更蕴藏着解决人类面临的诸多挑战的巨大潜力。本书《超越微观的边界：新材料的黎明》将带领读者深入了解这些正在萌芽的、具有革命性意义的新材料，揭示它们背后的科学原理，畅想它们为未来社会带来的无限可能。 第一章：物质的低语——分子与原子的奇妙舞蹈 物质世界并非我们肉眼所见的连续体，而是由无数微小的粒子——原子和分子——构成的。这些粒子的排列方式、相互作用以及能量状态，共同决定了宏观材料的性质。本书的第一章将从最基本的层面出发，探讨原子结构、化学键的形成机制，以及分子间力的微妙影响。我们将穿越到量子力学的奇妙世界，理解电子的轨道、能级跃迁等概念，这些看似抽象的原理，实则是理解材料行为的基石。 原子世界的规则： 深入浅出地介绍原子核、电子的构成，以及它们如何遵循特定的规则（如泡利不相容原理）来填充能级。我们将探讨不同元素的电子排布如何决定其化学性质，为理解元素周期表的奥秘打下基础。 化学键的魔法： 详细解析离子键、共价键、金属键等主要化学键的形成过程及其能量学意义。读者将了解到，正是这些键的强弱和性质，决定了物质的硬度、熔点、导电性等宏观特性。 分子间的低语： 探究范德华力、氢键等分子间作用力，以及它们在聚集体（如液体、固体）形成中的关键作用。我们将理解，即使是相同的原子和分子，由于排列和相互作用的不同，也能展现出截然不同的宏观性质。 第二章：结构即力量——晶体学的艺术与工程 晶体，一种在原子层面呈现出高度有序排列的物质，其独特的结构赋予了它许多优异的性能。从坚不可摧的金刚石，到光彩夺目的宝石，再到高性能的半导体芯片，晶体结构无处不在，并深刻地影响着材料的力学、光学、电学等诸多方面。本章将带领读者走进晶体学的世界，理解晶格、晶面、晶向等基本概念，并探讨晶体结构如何影响材料的宏观性能。 晶格的语言： 介绍不同类型的晶格结构，如立方晶系、六方晶系等，以及它们在三维空间中的排列方式。我们将学习如何用布拉维点阵来描述和分类各种晶体结构。 缺陷的智慧： 认识到材料的性能并非仅仅由完美晶格决定，晶体缺陷（如空位、填隙原子、位错）的存在，往往对材料的强度、塑性、扩散等性质产生至关重要的影响。我们将探讨如何通过控制缺陷来调控材料的性能。 多晶与单晶： 区分单晶和多晶材料，并分析它们在微观结构和宏观性能上的差异。我们将了解，在许多应用中，如何通过特定的生长工艺来获得具有优异性能的单晶材料，或者如何通过控制晶粒大小和取向来优化多晶材料的性能。 第三章：能量的转换器——热力学与动力学的奇妙之旅 材料的性能不仅与其结构有关，还与能量的流动和转化密切相关。热力学为我们提供了理解材料在不同温度和压力下稳定性的理论框架，而动力学则揭示了材料发生相变、扩散、化学反应的速率和机制。本章将深入探讨热力学和动力学在材料科学中的应用，帮助读者理解材料是如何在能量的作用下发生演变的。 热力学的基石： 介绍吉布斯自由能、焓、熵等基本概念，并阐述它们如何决定材料相平衡和反应方向。我们将学习如何利用相图来预测材料在不同条件下的稳定性。 反应的速率： 深入理解活化能、扩散系数等动力学参数，以及它们如何影响材料的化学反应速率和原子迁移过程。我们将探讨阿伦尼乌斯方程等描述反应速率的经典理论。 相变的艺术： 分析固相、液相、气相等不同物相之间的转变过程，如熔化、凝固、退火等。我们将了解，如何通过控制相变过程来获得具有特定微观结构和性能的材料。 第四章：形变的奥秘——力学性能的探求 材料的力学性能，即抵抗外力作用的能力，是其在工程应用中最受关注的指标之一。从轻巧而坚固的航空航天材料，到柔韧而耐用的生物材料，都离不开对材料力学性能的深入理解和精确调控。本章将剖析材料在受力时的形变机制，介绍拉伸、压缩、弯曲、扭转等基本力学测试方法，并探讨影响材料力学性能的关键因素。 弹性与塑性： 区分材料的弹性形变（可恢复）和塑性形变（不可恢复），并深入理解塑性形变背后的位错滑移和孪晶机制。我们将了解，金属的延展性和韧性是如何由位错活动决定的。 强度与韧性： 探讨材料的屈服强度、抗拉强度、断裂韧性等关键力学参数，以及它们在材料设计中的重要意义。我们将学习如何通过晶界强化、固溶强化、沉淀强化等方法来提高材料的强度。 疲劳与蠕变： 分析材料在循环载荷作用下的疲劳失效机制，以及在高温下长时间受力发生的蠕变现象。我们将了解，这些时效效应是设计可靠工程结构时必须考虑的重要因素。 第五章：电荷的乐章——电子与离子的传导 电和磁是现代科技的基石，而材料的电学和磁学性能，则直接决定了电子器件、能源转换设备等关键技术的实现。本章将带领读者探索材料中电荷的运动和相互作用，理解不同材料的导电机制，以及它们在电学和磁学应用中的潜力。 导电的秘密： 深入分析金属、半导体、绝缘体等不同导电类型材料的电子结构和导电机制。我们将理解，费米能级、禁带宽度等概念如何区分这些材料。 半导体的新纪元： 重点介绍半导体材料在电子工业中的核心地位，并探讨掺杂、载流子注入等关键技术如何调控其导电性能。我们将了解，二极管、晶体管等基本电子元件是如何基于半导体原理工作的。 磁性的世界： 探索铁磁性、顺磁性、抗磁性等不同类型的磁性材料，并理解它们在磁记录、电机、传感器等领域的广泛应用。我们将了解，材料的磁畴结构和磁矩是如何决定其宏观磁性质的。 第六章：光影的魔法——光学性能的揭示 光是信息传播和能量传递的重要媒介，材料的光学性能，即与光相互作用的能力，直接影响着显示技术、光通信、太阳能电池等诸多前沿领域的发展。本章将深入探究材料与光之间的奇妙互动，了解反射、折射、吸收、透射等光学现象背后的物理原理，并展望光学材料为未来科技带来的革新。 光的舞蹈： 详细解析光波与物质的相互作用，包括光的散射、衍射、干涉等现象。我们将理解，材料的折射率、吸收系数等光学参数是如何影响其对光的响应。 发光与吸光： 探讨材料的发光机制，如荧光、磷光、电致发光等，以及它们在LED、OLED等显示技术中的应用。同时，也将深入研究材料的光吸收特性，为太阳能电池等光伏器件的设计提供理论基础。 结构与色彩： 揭示某些材料的颜色并非来自内在的化学组成，而是源于其特殊的微观结构，例如虹彩效应、光学超材料等。我们将看到，结构设计在调控材料光学特性方面扮演着重要角色。 第七章：智能的涌现——响应性材料的崛起 传统的材料往往是被动地承受环境变化，而新一代的智能材料则能够感知外界刺激并做出相应的响应，从而实现自适应、自修复、信息感知等功能。本章将聚焦于这些具有“智慧”的材料，揭示其响应机制，并畅想它们在机器人、医疗、环境监测等领域的广阔前景。 形状记忆的魔术： 介绍形状记忆合金和聚合物，它们能够在特定温度下恢复预设形状，为驱动器、传感器等应用提供了新思路。 自愈合的奇迹： 探索能够自我修复损伤的材料，它们能够模拟生物体的再生能力，大幅延长材料的使用寿命，并在航空航天、电子产品等领域具有重要应用价值。 感知世界的“触角”： 关注那些能够感知压力、温度、湿度、化学物质等外界刺激并产生可检测信号的智能材料，它们将为构建更智能的感知网络提供基础。 第八章：未来的蓝图——新材料驱动的社会变革 新材料的诞生，不仅仅是科学研究的突破，更是驱动社会进步和解决全球性挑战的关键力量。本章将汇聚前文的知识，描绘新材料为未来社会描绘出的宏伟蓝图，从可持续能源、环境保护到医疗健康、信息技术，展望新材料将如何彻底改变我们的生活。 绿色能源的曙光： 探讨高效太阳能电池材料、新型储能材料（如固态电池）、清洁能源催化剂等，它们将为解决能源危机和应对气候变化提供关键解决方案。 健康与生命的新篇章： 展望生物相容性材料、药物递送系统、组织工程支架等，它们将为疾病治疗、器官再生、精准医疗带来革命性的突破。 信息时代的加速器： 预测超导材料、量子点材料、先进传感器等，它们将进一步推动信息处理速度、存储容量和通信效率的飞跃。 结语 《超越微观的边界：新材料的黎明》并非仅仅是对现有材料科学知识的梳理，更是对未来发展趋势的探索和展望。本书旨在激发读者对材料世界的无限好奇，理解那些在微观尺度上发生的奇妙变化如何影响着我们的宏观世界。随着科学技术的不断进步，我们相信，材料科学将继续书写属于它的辉煌篇章，为人类创造一个更加美好、更加可持续的未来。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我最近在研究的是关于先进传感器的材料选择，这本书的某些章节对我启发极大。它没有直接堆砌晦涩难懂的专业术语，而是通过一系列巧妙的比喻和类比，将复杂的物理化学过程形象化地呈现出来。比如，它描述材料界面缺陷如何影响载流子迁移率时，用的那个“高速公路上的收费站”的比喻，一下子就让我抓住了问题的关键。作者的行文节奏把握得非常到位，时而娓娓道来，深入剖析微观机制；时而掷地有声，总结出关键的设计原则。我尤其关注其中关于特定薄膜结构对电荷注入效率的影响的分析部分，论证过程逻辑缜密，数据支撑充分，让我对优化现有器件性能有了新的思路。唯一美中不足的是，某些实验方法章节的配图略显陈旧，如果能更新一些近期的TEM或AFM高分辨率图像，那就更完美了，毕竟技术发展太快了。总的来说，这是一本能真正推动实际研究进展的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当吸引人，封面采用了一种深邃的蓝色调，配以抽象的光线线条，让人在书架上第一眼就被抓住。内页的纸张质感也很好，触感细腻，印刷清晰，即便是细小的图表和公式也能看得一清二楚。我特别欣赏作者在排版上花的心思，章节之间的过渡流畅自然，没有那种生硬的跳跃感。阅读体验上，它更像是在一个精心布置的展厅里漫步，每一步都有新的发现。当然，内容本身才是核心。这本书的叙事风格是那种非常严谨的学术论述，每一个概念的引入都有详实的背景铺垫，让人感觉作者对这个领域的历史脉络了如指掌。不过，对于初学者来说，可能需要一点耐心去消化前几章的基础理论，但一旦跨过那道门槛，接下来的深入探讨就会显得水到渠成了。整体感觉，它不是那种快餐式的科普读物，而是沉淀了作者多年研究成果的精品之作，值得细细品味。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初买这本书是冲着它扉页上提到的“跨学科应用前景”去的，希望找到一些新材料与生物医学工程结合的案例。这本书确实没有让我失望，它在探讨材料的介电常数和光学窗口时，非常深入地讨论了如何利用这些特性来设计高灵敏度的生物分子检测平台。作者的知识广度令人佩服，他能在量子效率的讨论中自然地过渡到临床诊断的潜在瓶颈。阅读过程中，我常常停下来思考，这本书提供的理论框架，是否可以逆向应用到我们正在开发的某种新型药物缓释载体上。这种发散性的思维正是好书的魅力所在。不过，我注意到关于高通量筛选和机器学习辅助材料设计的部分着墨不多，也许是受限于作者的专业背景，略显保守。对于渴望前沿交叉学科洞察的读者而言，这部分内容可能需要结合其他更侧重计算方法的书籍来补充，但作为基础理论的坚实后盾，它无疑是优秀的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价相对较高，这让我一开始有些犹豫，但翻开后我立刻意识到这笔投资是值得的。它不仅仅是一本教材，更像是一个涵盖了过去二十年该领域关键进展的百科全书式的手册。作者似乎有一种魔力，能将那些原本散落在无数顶尖期刊中的零散知识点，系统地组织成一个逻辑清晰的知识体系。我尤其喜欢它在总结部分设置的“未来研究方向展望”，那部分内容非常具有前瞻性，指明了未来五年内可能突破的关键瓶颈，这对于制定研究课题至关重要。而且，书中的参考文献列表详尽得令人发指，几乎涵盖了所有奠基性的工作，这为我们深入挖掘特定子领域提供了绝佳的线索。总而言之，它提供的知识密度和权威性，远超出了其作为一本单行本的范畴，它更像是实验室里一张随时可以查阅的“知识地图”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格非常“硬核”，充满了精确的数学推导和严谨的物理模型构建。对于那些习惯了流畅叙事和轻松阅读的读者来说，可能需要适应一段时间。每一页都像是经过了多重同行评审的稿件，每一个符号、每一个下标的出现都有其明确的意义和出处。我最欣赏的是作者在证明某些经典理论的局限性时所展现出的批判性思维，他没有止步于接受已有的结论，而是勇于指出其在特定极端条件下的失效点，并提出了修正模型。这种深入骨髓的学术精神，对于正在攻读学位或者从事理论研究的人来说，简直是宝贵的精神食粮。它教会我的不只是“是什么”，更是“为什么是这样”，以及“在什么情况下会不是这样”。虽然阅读过程伴随着大量的笔算和对傅里叶变换的反复回顾，但最终推导出与实验结果高度吻合的曲线时，那种成就感是其他读物无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆