分子電子學

前言

　　莫爾（Moore）定律描述了微電子器件發(fā)展的規(guī)律，芯片上元件的集成度越來越高，其中元件的尺寸越來越小，小到納米尺寸，這將是微電子器件的極限。未來電子器件在材料、技術(shù)和運行機理上都有新的內(nèi)容。20世紀80年代末，我們開始探索分子電子學，開展了科學研究，組織了電子物理和高分子化學的交叉學科研究課題組。為此設(shè)計組裝廠專用的離子團束飛行時間質(zhì)譜（ICB-TOFMS）沉積系統(tǒng)，用這個系統(tǒng)制備廠信息存儲有機復合薄膜。用掃描隧道顯微鏡（STM）進行了信息寫入和讀出研究?，F(xiàn)在信號寫入點達到了1.0 nm，這已接近了納米功能點的極限，這期間我們曾組織了兩次分子電子學討論班，進而開設(shè)了研究生的分子電子學選修課，至今已經(jīng)講授了七次，講義的內(nèi)容被不斷地修改和充實?！　∥覀儗Ψ肿与娮訉W的認識也有一個過程，莫爾定律提出之后，頗有一些學者認為微電子器件之后，將是分子電子器件。在20世紀90年代的講義中，我們就明確地講到在微電子器件和分子電子器件之間有個過渡時期，即納米電子器件時期，近幾年的發(fā)展證實這個觀點是正確的。我國國家自然科學基金1998年設(shè)立了納米電子學基礎(chǔ)研究的重大項目，將納米電子學的研究納入了國家科研計劃。　　按美國IBM公司的預(yù)測，微電子器件的發(fā)展到2011年將達到納米電子器件時期，那么分子電子器件將更是以后的事情，要注意我們面臨的時代特點，科學技術(shù)在加速發(fā)展，社會的發(fā)展正在從傳統(tǒng)的經(jīng)濟模式向以知識為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)變，其中科學技術(shù)是關(guān)鍵的因素，科技是第一生產(chǎn)力，在這個觀念下，創(chuàng)新成為民族的靈魂、國家興旺發(fā)達的動力，所以我們必須充分認識知識產(chǎn)權(quán)在現(xiàn)今及未來的科技和經(jīng)濟中的重要意義。

內(nèi)容概要

　　分子電子學是繼微電子學、納米電子學之后的電子學科，現(xiàn)在已為人們所關(guān)注。本書介紹了分子電子學現(xiàn)今研究的現(xiàn)狀與所涉及的基礎(chǔ)知識和技術(shù)。主要包括微電子器件發(fā)展的規(guī)律，以及由此導致必然出現(xiàn)的納米電子器件、分子電子器件。它們的材料將是有機／無機組裝的復合薄膜，具有顯著的低維特性，信息載流子除電子、空穴、離子、激子外，還有孤子、極化子、電荷密度波、自旋密度波等。它們具有顯著的量子相干特性。利用這類材料和特性組裝的分子電子器件，有其獨特的信息加工規(guī)律。本書的最后一章，對生物細胞信息加工特征做了簡單介紹。分子電子學是正在起步的學科，有其豐富的內(nèi)容，但目前我們還知道得很少，因此本書所討論的內(nèi)容僅是初步的基礎(chǔ)知識?！　”緯m合于大學電子學、物理學、化學、材料科學，以及相關(guān)交叉學科本科生、研究生閱讀，也供相關(guān)大學教師、工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

引言緒論§1集成電路元件最小尺寸的極限§2有機聚合物薄膜及其在電子器件中的應(yīng)用§3聚乙炔的結(jié)構(gòu)與特性參考文獻第一章　孤子和極化子§1.1　孤子§1.2　孤子的電荷和自旋§1.3　極化子參考文獻第二章　一維體系§2.1　一維體系的電子結(jié)構(gòu)§2.2　派爾斯相變§2.3　電荷密度波§2.4　自旋密度波§2.5　分數(shù)電荷§2.6　TTF－TCNQ的1D導電特性§2.7　線性鏈聚合物的1D導電特性§2.8　一維體系中的孤子與電子和空穴參考文獻第三章　二維體系§3.1　二維體系的原子結(jié)構(gòu)理論§3.2　二維體系中的孤子§3.3　二維體系的量子化§3.4　二維電子氣(2DEG)§3.5　紫鉬二維晶體參考文獻第四章　有機材料的非線性光學§4.1　電磁光學的基本關(guān)系§4.2　線性電光效應(yīng)§4.3　分子晶體的非線性光學§4.4　二次諧波§4.5　三次諧波§4.6　光場感應(yīng)雙折射效應(yīng)§4.7　光學雙穩(wěn)態(tài)§4.8　自聚焦現(xiàn)象§4.9　共軛聚合物中的光學非線性參考文獻第五章　聚合物的導電特性§5.1　有機聚合物的導電§5.2　共軛平面配位體絡(luò)合物的導電特性§5.3　導電聚合物的能帶結(jié)構(gòu)§5.4　離子導電聚合物§5.5　有機超導體參考文獻第六章 聚合物的磁學特性§6.1　金屬絡(luò)合物中的自旋相互作用§6.2　電荷轉(zhuǎn)移復合物的磁性§6.3　由有機自由基形成的磁體參考文獻第七章　有機材料的光電特性§7.1　克爾效應(yīng)§7.2　光學克爾效應(yīng)§7.3　電學線性二向色性§7.4　電感應(yīng)熒光效應(yīng)§7.5　電光晶體光閥§7.6　磷化銦（InP）納米線的光電特性§7.7　導波光學膜§7.8　薄膜光波導器件§7.9　光電集成器件§7.10　光電子學參考文獻第八章　有機復合薄膜的開關(guān)特性§8.1　有機及有機金屬化合物薄膜的電開關(guān)器件§8.2　光致變色§8.3　電致變色§8.4　導電晶體§8.5　有機二極管模型§8.6　其他具有開關(guān)特性的有機材料參考文獻第九章　分子電子器件§9.1　分子電子器件的基本概念§9.2　用有機金屬設(shè)計分子電子器件§9.3　分子原基的信息加工和計算§9.4　聚合物納米晶紅外光發(fā)射二極管§9.5　有機一無機混合材料薄膜晶體管§9.6　分子基邏輯器件§9.7　分子器件的負阻效應(yīng)§9.8　量子元胞存儲器§9.9　單電子管量子信號放大參考文獻第十章　分子電子器件的組裝§10.1　組裝納米電路§10.2　納米晶體層的生長§10.3　用表面模板組裝有機分子材料§10.4　用介孔模板組裝納米線陣列§10.5　用基因工程組裝有序納米陣列§10.6　組裝納米晶受激光發(fā)射薄膜§10.7　組裝筒形顯示器參考文獻第十一章　分子電子器件的材料§11.1　從碳納米材料切入研究分子電子器件§11.2　納米晶量子點§11.3　納米線§11.4　納米帶§11.5　光子帶隙材料§11.6　生物功能材料參考文獻第十二章　有機復合薄膜超高密度信息存儲§12.1　真空沉積有機功能薄膜§12.2　掃描探針顯微鏡用于信號的寫入研究§12.3　有機及有機金屬化合物薄膜的信息記錄§12.4　有機復合功能點的自組織生長參考文獻第十三章　生物材料中的信息加工過程§13.1　生物信息存儲的理論基礎(chǔ)§13.2　生物系統(tǒng)中的信息和存儲§13.3　生物信息加工過程中的規(guī)則和控制§13.4　具有信息存儲功能的神經(jīng)網(wǎng)系統(tǒng)§13.5　活體和計算機（機器人）§13.6　微管中的信息加工§13.7　神經(jīng)突觸和信息交流參考文獻

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