低維分子材料與器件

目錄
總序
前言
第1章　緒論　1
1.1　低維分子材料　1
1.1.1　一維有機(jī)單晶　1
1.1.2　二維有機(jī)晶體　2
1.1.3　低維共軛高分子　2
1.1.4　低維共軛配位配合物　3
1.1.5　單分子層材料　4
1.2　基于低維分子材料的器件　4
1.2.1　光探測器件　4
1.2.2　太陽能電池　6
1.2.3　場效應(yīng)晶體管　6
1.2.4　傳感器　7
1.3　總結(jié)與展望　7
參考文獻(xiàn)　7
第2章　分子材料的設(shè)計(jì)合成　9
2.1　概述　9
2.2　堆積結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與組裝形貌　9
2.2.1　堆積結(jié)構(gòu)　9
2.2.2　線型分子　10
2.2.3　柱狀分子　14
2.2.4　碗狀分子　14
2.3　場效應(yīng)材料的設(shè)計(jì)合成　16
2.3.1　設(shè)計(jì)策略　16
2.3.2　分類及合成　17
2.3.3　總結(jié)與展望　42
2.4　發(fā)光材料的設(shè)計(jì)合成　43
2.4.1　設(shè)計(jì)策略　43
2.4.2　分類及合成　43
2.4.3　總結(jié)與展望　59
2.5　光伏材料的設(shè)計(jì)合成　60
2.5.1　設(shè)計(jì)策略　60
2.5.2　分類及合成　60
2.5.3　總結(jié)與展望　74
參考文獻(xiàn)　75
第3章　一維有機(jī)半導(dǎo)體晶體　86
3.1　概述　86
3.2　一維有機(jī)半導(dǎo)體晶體的生長方法　87
3.2.1　溶液法　87
3.2.2　氣相法　99
3.3　一維有機(jī)半導(dǎo)體晶體的應(yīng)用概述　102
3.3.1　有機(jī)單晶場效應(yīng)晶體管　103
3.3.2　有機(jī)單晶光敏開關(guān)和光控晶體管　104
3.3.3　有機(jī)單晶光子器件　105
3.3.4　有機(jī)單晶存儲(chǔ)器　105
3.3.5　有機(jī)單晶電路　105
3.3.6　有機(jī)單晶太陽能器件　106
3.3.7　有機(jī)單晶自旋器件　106
3.3.8　有機(jī)單晶電池　107
3.3.9　有機(jī)單晶激光材料　107
3.3.10　有機(jī)單晶傳感器　108
3.4　總結(jié)與展望　108
參考文獻(xiàn)　109
第4章　二維有機(jī)半導(dǎo)體晶體　115
4.1　概述　115
4.2　生長動(dòng)力學(xué)　116
4.3　制備策略　117
4.3.1　自組裝　117
4.3.2　受控組裝　122
4.3.3　外延法　126
4.3.4　機(jī)械剝離法　130
4.4　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用　131
4.4.1　有機(jī)場效應(yīng)晶體管　131
4.4.2　有機(jī)光電探測器　140
4.4.3　化學(xué)傳感器　144
4.5　總結(jié)與展望　149
參考文獻(xiàn)　149
第5章　低維有機(jī)共晶材料　154
5.1　概述　154
5.2　共晶構(gòu)建的影響因素與組裝模式　155
5.2.1　共晶構(gòu)建的影響因素　156
5.2.2　共晶組裝模式　163
5.3　低維共晶的制備策略　164
5.3.1　溶液自組裝　164
5.3.2　物理氣相傳輸法　167
5.3.3　固相法　168
5.4　低維共晶的物化性質(zhì)及應(yīng)用　169
5.4.1　電學(xué)性能　169
5.4.2　光學(xué)性能　173
5.4.3　光電轉(zhuǎn)換—太陽能電池、光響應(yīng)器件　177
5.4.4　光熱轉(zhuǎn)換—光熱探測與成像　179
5.4.5　刺激形變　180
5.4.6　其他　183
5.5　總結(jié)與展望　185
參考文獻(xiàn)　185
第6章　低維共軛高分子晶態(tài)材料　192
6.1　概述　192
6.2　制備方法　193
6.2.1　一維共軛高分子晶態(tài)材料制備方法　194
6.2.2　二維共軛高分子晶態(tài)材料制備方法　199
6.3　低維共軛高分子晶態(tài)材料的重要進(jìn)展　203
6.3.1　一維共軛高分子晶態(tài)材料　203
6.3.2　二維共軛高分子晶態(tài)材料　215
6.4　低維共軛高分子晶態(tài)材料應(yīng)用研究　218
6.5　總結(jié)與展望　224
參考文獻(xiàn)　224
第7章　低維共軛配位聚合物材料　231
7.1　概述　231
7.2　低維共軛配位聚合物材料的結(jié)構(gòu)特性　232
7.2.1　低維共軛配位聚合物材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)　232
7.2.2　低維共軛配位聚合物材料的堆積結(jié)構(gòu)　241
7.3　低維共軛配位聚合物材料的合成方法　242
7.3.1　界面生長法　243
7.3.2　溶劑熱法　247
7.4　低維共軛配位聚合物材料的潛在應(yīng)用　249
7.4.1　半導(dǎo)體材料與器件　252
7.4.2　超導(dǎo)體與金屬特性　253
7.4.3　自旋電子學(xué)　254
7.4.4　能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換　256
7.4.5　吸附、分離與傳感　265
7.5　總結(jié)與展望　268
參考文獻(xiàn)　269
第8章　低維分子材料發(fā)光和光探測器件　277
8.1　概述　277
8.2　低維分子材料發(fā)光器件　278
8.2.1　工作機(jī)理　278
8.2.2　主要參數(shù)　280
8.2.3　低維分子材料發(fā)光二極管　282
8.2.4　低維分子材料發(fā)光晶體管　289
8.3　低維分子材料光探測器件　294
8.3.1　工作機(jī)理　294
8.3.2　主要參數(shù)　296
8.3.3　低維分子材料光電二極管　297
8.3.4　低維分子材料光電晶體管　303
8.4　總結(jié)與展望　306
參考文獻(xiàn)　307
第9章　低維分子材料光伏器件　314
9.1　概述　314
9.2　有機(jī)光伏器件中光電轉(zhuǎn)換效率的影響因素　317
9.2.1　開路電壓的影響因素　318
9.2.2　短路電流的影響因素　323
9.2.3　填充因子的影響因素　324
9.3　有機(jī)光伏器件的構(gòu)型　326
9.3.1　給受體雙層異質(zhì)結(jié)器件　327
9.3.2　本體異質(zhì)結(jié)器件　327
9.3.3　單組分結(jié)構(gòu)器件　328
9.4　低維分子材料光伏器件的制備與發(fā)展現(xiàn)狀　330
9.4.1　基于給受體雙層異質(zhì)結(jié)的低維光伏器件的活性層生長　330
9.4.2　基于給受體共晶結(jié)構(gòu)的低維光伏器件的活性層生長　331
9.4.3　基于低維分子材料的光伏器件的構(gòu)建及相關(guān)性能的研究　333
9.5　總結(jié)與展望　338
參考文獻(xiàn)　339
第10章　低維分子材料場效應(yīng)器件　343
10.1　概述　343
10.2　器件結(jié)構(gòu)和制備技術(shù)　343
10.2.1　低維分子材料場效應(yīng)器件的基本結(jié)構(gòu)　343
10.2.2　絕緣層的制備　344
10.2.3　電極的制備方法　347
10.2.4　器件中低維分子材料的制備和轉(zhuǎn)移方法　350
10.3　器件性能　354
10.3.1　場效應(yīng)器件性能的影響因素　354
10.3.2　一維分子材料場效應(yīng)器件性能　357
10.3.3　二維分子材料場效應(yīng)器件性能　366
10.4　低維分子材料場效應(yīng)器件的集成和電路　373
10.4.1　基于光刻技術(shù)的器件集成和電路　374
10.4.2　基于掩模蒸鍍技術(shù)的器件集成和電路　375
10.4.3　其他器件集成技術(shù)　376
10.5　總結(jié)與展望　377
參考文獻(xiàn)　378
第11章　低維分子材料傳感器件　383
11.1　概述　383
11.2　傳感器件介紹　384
11.2.1　傳感器件基本參數(shù)　384
11.2.2　傳感器件構(gòu)型與基本原理　386
11.2.3　低維分子傳感材料　388
11.2.4　傳感器件制備技術(shù)　395
11.2.5　傳感性能優(yōu)化策略　396
11.2.6　傳感器件應(yīng)用領(lǐng)域　396
11.3　低維分子材料化學(xué)傳感器件　397
11.3.1　氣體傳感器　397
11.3.2　濕度傳感器　402
11.3.3　離子傳感器　404
11.4　低維分子材料物理傳感器件　406
11.4.1　壓力傳感器　407
11.4.2　溫度傳感器　411
11.5　總結(jié)與展望　420
參考文獻(xiàn)　421
第12章　有機(jī)激光材料與器件　428
12.1　概述　428
12.2　有機(jī)激光微腔的可控制備　430
12.2.1　有機(jī)納米線—FP微腔　431
12.2.2　有機(jī)納米盤或微半球等—WGM微腔　434
12.3　有機(jī)激光材料的能級結(jié)構(gòu)和激發(fā)態(tài)過程　440
12.3.1　基于準(zhǔn)四能級結(jié)構(gòu)的有機(jī)微納激光器　440
12.3.2　基于有機(jī)激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程的波長可切換激光器　441
12.3.3　基于激基締合物發(fā)光的波長可切換激光器　442
12.3.4　基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移過程控制的寬譜可調(diào)激光器　443
12.4　基于復(fù)合結(jié)構(gòu)的有機(jī)微納激光器　445
12.4.1　軸向耦合有機(jī)納米線諧振腔的雙色單模激光器　445
12.4.2　基于線盤耦合結(jié)構(gòu)的激光方向性輸出　445
12.4.3　基于有機(jī)/金屬異質(zhì)結(jié)的激光亞波長輸出　447
12.5　有機(jī)微納激光器的應(yīng)用　448
12.5.1　化學(xué)傳感器　448
12.5.2　生物激光器　449
12.5.3　光子學(xué)集成回路　451
12.6　總結(jié)與展望　452
參考文獻(xiàn)　453
第13章　單分子層電學(xué)器件的構(gòu)筑與應(yīng)用　458
13.1　概述　458
13.2　自組裝單分子層　458
13.2.1　在金屬基底上形成SAM　459
13.2.2　在硅基底上形成SAM　464
13.2.3　在氧化物基底上形成SAM　466
13.2.4　錨定基團(tuán)　466
13.3　Langmuir-Blodgett技術(shù)　469
13.4　分子器件頂電極的制備　470
13.4.1　直接沉積金屬頂電極　470
13.4.2　間接蒸發(fā)金屬頂電極　471
13.5　高質(zhì)量分子器件的制備　473
13.5.1　剝離漂浮法　473
13.5.2　交叉結(jié)法　474
13.5.3　轉(zhuǎn)移印刷法　475
13.5.4　液態(tài)金屬接觸　477
13.5.5　緩沖層間結(jié)　479
13.5.6　石墨烯作為頂電極　481
13.6　功能性分子電子器件的*近進(jìn)展　485
13.7　總結(jié)與展望　490
參考文獻(xiàn)　491
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