Properties of Single Organic Molecules on Crystal Surfaces pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Imperial College Press

作者:Rosei, Federico 编

出品人:

页数:430

译者:

出版时间:2006-05-03

价格:USD 154.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781860946288

丛书系列:

图书标签:

表面科学
有机分子
晶体表面
吸附
分子性质
薄膜
扫描隧道显微镜
表面化学
分子自组装
表面物理

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具体描述

This book focuses on the fascinating properties of the single molecules, and the difference between single molecules and ensembles of molecules is emphasized. As the first book intended for graduate courses in the field, after each chapter, students should be able to answer the question: ?What physical or chemical properties do you learn from a single molecule in this particular context?? Contributed by experts across the disciplines, the book provides useful reference material for specialized practitioners in surface science, nanoscience and nanoelectronics.

好的，以下是为您精心撰写的图书简介，内容侧重于该书所涵盖的物理化学、表面科学和材料科学等领域的前沿议题，但不涉及“Properties of Single Organic Molecules on Crystal Surfaces”这一特定主题： --- 晶体生长动力学与界面结构解析：从宏观到纳米尺度的物质演化本书深度聚焦于现代材料科学与凝聚态物理学的核心挑战之一：理解和精确调控晶体生长过程中的界面现象。本书汇集了近二十年来在晶体学、热力学以及先进表征技术领域取得的突破性进展，旨在为研究人员和高年级研究生提供一个全面而深入的理论框架与实验指导。全书共分为六大部分，层层递进，系统阐述了从原子尺度热力学到宏观材料性能之间的复杂关联。第一部分：界面能与晶体成核理论的再审视本部分首先回顾了经典的凯瑟（Kaischew）理论与拉普拉斯（Laplace）方程在描述液-固界面行为中的局限性。我们着重探讨了非平衡态热力学在解释快速生长或极端条件下界面能动态变化方面的必要性。核心章节讨论了多组分体系中的异质成核。我们详细分析了基底材料的晶格失配度、表面缺陷密度（如台阶边缘、空位簇）与初始成核速率之间的定量关系。特别是，我们引入了基于密度泛函理论（DFT）计算的结合能模型，用以精确预测在不同应力场下异质核的临界尺寸与活化能垒。此处强调了表面重构对成核能垒的修正作用，阐述了为何某些看似不利的界面在动力学上却具有极高的成核效率。第二部分：生长动力学与原子输运机制生长速率的决定性因素在于原子在表面的扩散与随后的并入（incorporation）。本部分深入解析了表面扩散的能垒结构。我们采用阿伦尼乌斯（Arrhenius）关系作为基础，但重点引入了受限空间效应和电势梯度对扩散激活能的调制。探讨了步进生长（step-flow growth）的精细机制。通过分析晶面上的吸附物（如杂质离子或表面缺陷诱导的电荷云）如何改变台阶两侧的化学势梯度，我们建立了描述台阶迁移速率与步进间距演变的动力学模型。书中还专门设置了一章讨论层错和孪晶界的形成机理，将其视为生长过程中对表面能不连续性进行局部缓解的一种热力学驱动过程。第三部分：先进表征技术在界面分析中的应用理解界面需要超越传统衍射方法的工具。本部分聚焦于原位（in-situ）和非原位（operando）表征技术，这些技术使我们能够实时捕捉生长过程中的瞬态结构变化。我们详细阐述了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）的低剂量成像技术在探测亚纳米级界面结构中的应用，特别是如何利用像差校正（aberration-corrected）系统实现对晶格畸变区的原子分辨率成像。另一重要章节侧重于同步辐射软X射线吸收谱（XAS）在确定表面特定原子环境（如氧化态、配位数）上的优势，尤其是在揭示生长过程中界面区域的电子结构重构方面。此外，原子力显微镜（AFM）的动态模式被用于量化表面粗糙度和步进形貌的演化速率，提供了直接的动力学证据。第四部分：晶体中的缺陷工程与性能耦合缺陷是材料性能的“双刃剑”。本部分探讨了如何通过精确控制生长条件来工程化设计晶体中的点缺陷、线缺陷和面缺陷。重点分析了掺杂原子在晶格中的偏析行为（segregation）及其对界面应力的贡献。通过结合分子动力学（MD）模拟，我们展示了不同类型缺陷如何作为应力集中源，进而影响晶体的宏观力学性能（如硬度、塑性阈值）。书中特别关注了半导体异质结中的应变弛豫机制，比较了外延生长与逐层沉积方法在控制界面缺陷密度方面的优劣。第五部分：复杂环境下的晶体生长：压力、温度与化学势的耦合真实世界的晶体生长往往在非理想、高耦合的条件下进行。本部分扩展了理论模型以适应更广泛的实验条件。我们详细分析了高压环境对晶体相变和界面能的影响，特别是高压下晶格常数的压缩如何改变表面活性位点的能垒。针对化学气相沉积（CVD）过程，本章构建了结合传质、反应动力学和表面吸附/解吸的耦合模型，用以优化气相组分与生长速率之间的关系。此外，对液相外延生长（LPE）中溶剂对晶面选择性溶解和再沉积的效应进行了深入讨论。第六部分：界面结构与宏观电荷传输的关联本书的收官部分将界面结构与材料功能性紧密联系起来。我们探讨了界面电子态如何决定材料的电学特性。通过界面态密度（DOS）的计算，解释了不同晶面取向如何影响载流子的有效质量和迁移率。书中还涉及了电荷转移过程在固-固界面上的角色，例如在电池电极材料或催化剂活性位点形成过程中，界面处的局部电场如何加速或抑制电子/空穴的传输。最后，本书展望了AI/机器学习方法在预测复杂多组分晶体界面结构与性能方面的潜力。 --- 目标读者：表面物理、材料化学、固体物理、纳米技术、晶体生长与表征等领域的科研人员、博士后、博士研究生以及相关工程技术人员。本书适合作为研究生层面深入理解晶体界面现象的专业教材或参考书。