《碳基纳电子和光电子器件》是一部碳基纳电子和光电子理论与器件方面的专著，主要内容是碳基纳电子学和光电子学的基础知识及北京大学研究组2006～2013年期间在这个研究领域所做的工作。《碳基纳电子和光电子器件》第1章概要介绍碳基纳电子学和光电子学；第2章简单回顾原子轨道知识；第3章介绍这些轨道的相互作用，化学键基础内容，轨道杂化，特别是s轨道和p轨道的杂化；第4章介绍s和p轨道杂化所导致的碳纳米结构，特别是石墨烯和碳纳米管的原子结构和相应电子态结构。《碳基纳电子和光电子器件》的第5章、第6章重点介绍化学法制备面向电子学应用的纳米碳结构的方法和相关表征技术，特别是基于光学方法的无损伤拉曼技术。《碳基纳电子和光电子器件》的重点是基于碳纳米结构的纳电子器件。第7章、第8章分别介绍碳纳米材料在数字电路和模拟电路中的应用。第7章重点介绍碳纳米管场效应晶体管的制备、工作原理，以及在传统数字电路中的可能应用。第8章论述碳纳米管在模拟和高频电路的应用前景。第9章集中介绍碳基纳米光电子学领域的现状和发展。

《纳米科学与技术》丛书序
前言

第1章碳基纳电子学和光电子学基本介绍
参考文献

第2章量子力学基础及原子轨道、能级
2.1量子力学基础
2.2原子能级和轨道
2.3狄拉克符号
参考文献

第3章分子的结合、轨道相互作用与杂化
3.1最简单的双原子分子氢分子
3.2基于s态的双原子分子
3.3基于s和p态的双原子分子
3.4s—p轨道相互作用
3.5s—p轨道杂化
3.5.1sp"杂化的一般描述
3.5.2sp杂化
3.5.3sp2杂化
3.5.4sp3杂化
3.5.5一般讨论
参考文献

第4章石墨烯和碳纳米管的原子和电子态结构
4.1石墨烯的晶格结构与描述
4.2碳纳米管的晶格结构与描述
4.3晶体的紧束缚方法和能带结构
4.4石墨烯的电子能带结构
4.5碳纳米管的电子能带结构
4.5.1扶手椅型碳纳米管的能带结构
4.5.2锯齿型碳纳米管的能带结构
4.5.3碳纳米管能带结构的一般讨论
参考文献

第5章单壁碳纳米管和石墨烯的可控制备
5.1基底上单壁碳纳米管的可控生长
5.1.1单壁碳纳米管生长的催化剂
5.1.2基底上水平单壁碳纳米管阵列的生长及方向控制
5.1.3单壁碳纳米管的导电性和结构可控制备
5.2石墨烯的制备
5.2.1机械剥离法
5.2.2外延生长法
5.2.3化学气相沉积法
5.2.4溶液化学剥离石墨法
参考文献

第6章碳基纳米结构的表征
6.1石墨烯的拉曼光谱
6.1.1石墨烯的拉曼振动模式和拉曼光谱
6.1.2石墨烯层数的确定
6.1.3判断石墨烯的边缘结构
6.2碳纳米管的拉曼光谱
6.2.1碳纳米管的拉曼振动模式
6.2.2径向呼吸模式
6.2.3G峰
6.2.4D峰
6.2.5张力和温度等对碳纳米管拉曼光谱的影响
6.2.6表面增强拉曼光谱
6.3碳纳米管的荧光光谱
6.4扫描探针显微术在碳纳米管研究领域中的应用
6.4.1扫描隧道显微镜
6.4.2原子力显微镜
6.4.3静电力显微镜
6.4.4开尔文力显微镜
参考文献

第7章基于碳纳米管的电子器件和集成电路
7.1碳纳米管和石墨烯材料的结构和电学特点
7.2碳纳米管场效应晶体管
7.2.1碳纳米管器件的工作原理
7.2.2碳纳米管的p型欧姆接触和p型弹道器件
7.2.3碳纳米管的n型欧姆接触和n型弹道器件
7.3碳纳米管场效应晶体管器件结构及性能优化
7.3.1碳纳米管场效应晶体管器件的特征曲线
7.3.2碳纳米管场效应晶体管的性能参数
7.3.3碳纳米管场效应晶体管模型
7.3.4碳纳米管顶栅器件和高k栅介质
7.3.5碳纳米管场效应晶体管的自对准栅结构
7.3.6碳纳米管场效应晶体管器件的性能优势
7.4碳纳米管数字集成电路
7.4.1p型集成电路
7.4.2碳纳米管CMOS集成电路
7.4.3无掺杂的碳纳米管CMOS集成电路
7.4.4碳纳米管PTL集成电路
7.4.5碳纳米管薄膜器件和集成电路
7.4.6碳纳米管场效应晶体管的性能极限和潜力
参考文献

第8章碳基纳电子学——模拟电路
8.1碳纳米管射频晶体管
8.1.1射频晶体管小信号模型和频率参数
8.1.2场效应晶体管的二端口网络模型与散射参数
8.1.3单根碳纳米管的频率特性
8.1.4基于碳纳米管薄膜的高频晶体管
8.2石墨烯晶体管
8.2.1石墨烯电学性质
8.2.2石墨烯场效应晶体管的工作原理和器件模型
8.2.3石墨烯顶栅FET及其制备
8.2.4石墨烯能带工程
8.2.5石墨烯射频晶体管
8.2.6石墨烯晶体管存在的问题和解决方法
8.3碳基双极电子学
8.3.1基于石墨烯的双极电子学
8.3.2基于碳纳米管的双极电子学
8.4展望
参考文献

第9章碳基光电器件：发光、探测、光电耦合
9.1碳纳米管中的激发态（激子）特性
9.2碳纳米管发光器件
9.2.1基于单根碳纳米管的发光器件
9.2.2基于碳纳米管薄膜的发光器件
9.3碳纳米管光探测器
9.4碳纳米管基太阳能电池
9.5碳纳米管电光调制器件及光电集成
9.6石墨烯光电器件
参考文献

索引
彩图

《纳米科学与技术》丛书序
前言

第1章碳基纳电子学和光电子学基本介绍
参考文献

第2章量子力学基础及原子轨道、能级
2.1量子力学基础
2.2原子能级和轨道
2.3狄拉克符号
参考文献

第3章分子的结合、轨道相互作用与杂化
3.1最简单的双原子分子氢分子
3.2基于s态的双原子分子
3.3基于s和p态的双原子分子
3.4s—p轨道相互作用
3.5s—p轨道杂化
3.5.1sp"杂化的一般描述
3.5.2sp杂化
3.5.3sp2杂化
3.5.4sp3杂化
3.5.5一般讨论
参考文献

第4章石墨烯和碳纳米管的原子和电子态结构
4.1石墨烯的晶格结构与描述
4.2碳纳米管的晶格结构与描述
4.3晶体的紧束缚方法和能带结构
4.4石墨烯的电子能带结构
4.5碳纳米管的电子能带结构
4.5.1扶手椅型碳纳米管的能带结构
4.5.2锯齿型碳纳米管的能带结构
4.5.3碳纳米管能带结构的一般讨论
参考文献

第5章单壁碳纳米管和石墨烯的可控制备
5.1基底上单壁碳纳米管的可控生长
5.1.1单壁碳纳米管生长的催化剂
5.1.2基底上水平单壁碳纳米管阵列的生长及方向控制
5.1.3单壁碳纳米管的导电性和结构可控制备
5.2石墨烯的制备
5.2.1机械剥离法
5.2.2外延生长法
5.2.3化学气相沉积法
5.2.4溶液化学剥离石墨法
参考文献

第6章碳基纳米结构的表征
6.1石墨烯的拉曼光谱
6.1.1石墨烯的拉曼振动模式和拉曼光谱
6.1.2石墨烯层数的确定
6.1.3判断石墨烯的边缘结构
6.2碳纳米管的拉曼光谱
6.2.1碳纳米管的拉曼振动模式
6.2.2径向呼吸模式
6.2.3G峰
6.2.4D峰
6.2.5张力和温度等对碳纳米管拉曼光谱的影响
6.2.6表面增强拉曼光谱
6.3碳纳米管的荧光光谱
6.4扫描探针显微术在碳纳米管研究领域中的应用
6.4.1扫描隧道显微镜
6.4.2原子力显微镜
6.4.3静电力显微镜
6.4.4开尔文力显微镜
参考文献

第7章基于碳纳米管的电子器件和集成电路
7.1碳纳米管和石墨烯材料的结构和电学特点
7.2碳纳米管场效应晶体管
7.2.1碳纳米管器件的工作原理
7.2.2碳纳米管的p型欧姆接触和p型弹道器件
7.2.3碳纳米管的n型欧姆接触和n型弹道器件
7.3碳纳米管场效应晶体管器件结构及性能优化
7.3.1碳纳米管场效应晶体管器件的特征曲线
7.3.2碳纳米管场效应晶体管的性能参数
7.3.3碳纳米管场效应晶体管模型
7.3.4碳纳米管顶栅器件和高k栅介质
7.3.5碳纳米管场效应晶体管的自对准栅结构
7.3.6碳纳米管场效应晶体管器件的性能优势
7.4碳纳米管数字集成电路
7.4.1p型集成电路
7.4.2碳纳米管CMOS集成电路
7.4.3无掺杂的碳纳米管CMOS集成电路
7.4.4碳纳米管PTL集成电路
7.4.5碳纳米管薄膜器件和集成电路
7.4.6碳纳米管场效应晶体管的性能极限和潜力
参考文献

第8章碳基纳电子学——模拟电路
8.1碳纳米管射频晶体管
8.1.1射频晶体管小信号模型和频率参数
8.1.2场效应晶体管的二端口网络模型与散射参数
8.1.3单根碳纳米管的频率特性
8.1.4基于碳纳米管薄膜的高频晶体管
8.2石墨烯晶体管
8.2.1石墨烯电学性质
8.2.2石墨烯场效应晶体管的工作原理和器件模型
8.2.3石墨烯顶栅FET及其制备
8.2.4石墨烯能带工程
8.2.5石墨烯射频晶体管
8.2.6石墨烯晶体管存在的问题和解决方法
8.3碳基双极电子学
8.3.1基于石墨烯的双极电子学
8.3.2基于碳纳米管的双极电子学
8.4展望
参考文献

第9章碳基光电器件：发光、探测、光电耦合
9.1碳纳米管中的激发态（激子）特性
9.2碳纳米管发光器件
9.2.1基于单根碳纳米管的发光器件
9.2.2基于碳纳米管薄膜的发光器件
9.3碳纳米管光探测器
9.4碳纳米管基太阳能电池
9.5碳纳米管电光调制器件及光电集成
9.6石墨烯光电器件
参考文献

索引
彩图