纳米碳及其表征

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杨序纲,吴琪琳 著
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122269799
版次:1
商品编码:12042208
包装:精装
开本:16开
出版时间:2016-11-01
用纸:胶版纸
页数:297
字数:353000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :本书可供从事纳米碳和相关领域研究与产业工作的科技人员和高等院校师生参考。
纳米碳的分析和表征技术是获得相关材料重要结构、成分及形貌等信息的主要手段,是纳米材料研究不可或缺的。要求相关研究人员在表征领域有较广的知识面,有较深的造诣。目前,国内缺乏系统阐述纳米碳材料的结构、性质、制备和应用及其表征方法的相关书籍。本书系统阐述了纳米碳材料的结构、性质、制备和应用及表征方法,并包含重要参考文献索引的书籍,必定会对从事这一领域工作的科技人员有所帮助。
目前未见有同类书籍出版,著者希望本书能填补这个空缺。

内容简介

本书首先简单介绍碳的各种同素异形体的分类、结构和性质。随后是本书的主要内容,阐述各类纳米碳,主要包括石墨烯、富勒烯、碳纳米管和碳量子点的结构、性质、表征、制备方法和应用。纳米碳的表征方法和相关技术是本书的重要内容,本书对每种纳米碳材料的结构和主要性能都详细阐述相应的表征方法,举以实例,为读者提供有效的研究建议。书中列出大量参考文献,可供读者作延伸阅读。
本书可供从事纳米碳和相关领域研究与产业工作的科技人员和高等院校师生参考。

内页插图

目录

第1章 碳的同素异形体 1
1.1 碳的同素异形体 1
1.2 纳米碳 5
参考文献 7
第2章 石墨烯 8
2.1 石墨烯的结构 8
2.2 石墨烯的性质 9
2.2.1 物理性质 9
2.2.2 化学性质 11
2.3 石墨烯的表征 12
2.3.1 拉曼光谱术 12
2.3.2 电子显微像、电子衍射花样和能量损失谱术 24
2.3.3 原子力显微术和扫描隧道显微术 29
2.3.4 光学显微术 35
2.3.5 元素分析 38
2.4 石墨烯的制备 41
2.4.1 剥离法 41
2.4.2 外延生长法 45
2.4.3 化学气相沉积法 48
2.4.4 氧化还原法 55
2.5 石墨烯的应用 58
2.5.1 石墨烯在复合材料中的应用 58
2.5.2 石墨烯在电子学和电学相关领域的应用 75
2.5.3 石墨烯在生物医学领域的应用 76
参考文献 77
第3章 富勒烯 84
3.1 概述 84
3.1.1 C60的意外发现 84
3.1.2 形状与几何 85
3.1.3 天然存在的富勒烯 86
3.2 富勒烯的结构及制备 87
3.2.1 结构与稳定性 87
3.2.2 富勒烯的分类 89
3.2.3 C60的制备方法 90
3.2.4 富勒烯的形成机理 92
3.3 富勒烯的性质 93
3.3.1 物理性质 93
3.3.2 化学性质 95
3.4 富勒烯及其衍生物的应用 96
3.4.1 医学方面的应用 96
3.4.2 光电材料应用 97
3.4.3 超导材料应用 98
3.4.4 电化学传感器 98
3.4.5 催化性能应用 99
3.5 富勒烯的表征 99
3.5.1 质谱分析 99
3.5.2 紫外-可见-近红外吸收光谱 101
3.5.3 红外光谱 102
3.5.4 拉曼光谱 103
3.5.5 X射线衍射法 104
3.5.6 13C核磁共振谱 105
3.5.7 电子显微术和扫描隧道显微术 107
3.5.8 高能光谱技术 107
参考文献 108
第4章 碳纳米管 113
4.1 概述 113
4.2 碳纳米管的基本结构 113
4.3 碳纳米管的基本性质 117
4.3.1 力学性质 117
4.3.2 电学性质 119
4.3.3 热学性质 120
4.3.4 光学性质 120
4.3.5 化学性质 120
4.3.6 碳纳米管的毒性问题 124
4.4 碳纳米管的表征 124
4.4.1 拉曼光谱术 124
4.4.2 碳纳米管形变的拉曼光谱行为 130
4.4.3 电子显微术 135
4.4.4 电子衍射术和中子衍射术 141
4.4.5 扫描探针显微术 143
4.5 碳纳米管的制备和纯化 146
4.5.1 碳纳米管的制备 146
4.5.2 碳纳米管的纯化 151
4.6 碳纳米管/聚合物复合材料及其界面行为 152
4.6.1 概述 152
4.6.2 纳米管的分散和复合材料的制备 153
4.6.3 碳纳米管/聚合物复合材料的界面行为 158
4.6.4 力学性质的测量 168
4.6.5 碳纳米管的取向 169
4.7 碳纳米管传感器 173
4.7.1 拉曼力学传感器 173
4.7.2 气体传感器 174
4.7.3 生物和物理传感器 174
4.8 碳纳米管针尖 175
4.9 碳纳米管的其他应用 177
参考文献 177
第5章 碳量子点的制备、性质和应用 187
5.1 前言 187
5.2 碳量子点的制备方法 188
5.2.1 电弧放电法 188
5.2.2 激光剥离(刻蚀) 法 189
5.2.3 电化学氧化法 190
5.2.4 化学氧化法 190
5.2.5 水热法 191
5.2.6 微波辅助法 192
5.2.7 溶液化学法 192
5.2.8 燃烧法 192
5.3 碳量子点的基本性质 193
5.3.1 结晶性质 193
5.3.2 光学性质 193
5.3.3 低毒性和生物相容性 197
5.4 碳量子点的化学修饰 197
5.4.1 表面钝化及发光调控 197
5.4.2 CQDs的功能化 198
5.5 碳量子的应用 199
5.5.1 生物领域 199
5.5.2 光催化应用 204
5.6 表征手段 204
5.6.1 常用方法 204
5.6.2 微观结构表征 205
5.6.3 化学结构表征 208
5.6.4 生物成像表征 209
参考文献 211
第6章 表征技术 219
6.1 概述 219
6.2 高能电子流与试样物质的相互作用 221
6.3 透射电子显微术 222
6.3.1 概述 222
6.3.2 仪器和工作模式 223
6.3.3 图像衬度形成机制 227
6.3.4 像差校正术 233
6.3.5 断层成像术 234
6.3.6 选区电子衍射 235
6.3.7 试样制备技术 236
6.4 扫描电子显微术 238
6.4.1 概述 238
6.4.2 扫描电镜的成像原理和结构 239
6.4.3 SEM 中检测的各种信号的性质 241
6.4.4 结构细节、分辨率和衬度 243
6.4.5 图像衬度机制 246
6.4.6 试样准备 249
6.5 拉曼光谱术 250
6.5.1 拉曼光谱术的适用范围 250
6.5.2 拉曼散射和拉曼光谱 251
6.5.3 仪器和主要技术 256
6.5.4 拉曼光谱的噪声及其减除 261
6.5.5 试样准备和安置 264
6.6 扫描探针显微术 265
6.6.1 概述 265
6.6.2 扫描隧道显微术 266
6.6.3 AFM 的主要功能 267
6.6.4 AFM 的成像原理和仪器学 269
6.6.5 AFM 的操作模式和成像模式 273
6.6.6 纳米碳的AFM 表征实例 278
6.7 多方法联用术 279
6.7.1 概述 279
6.7.2 拉曼光谱术与AFM 的联合 280
6.7.3 拉曼光谱术与SEM 的联合 287
6.7.4 SEM-SCA系统 288
6.7.5 拉曼光谱术与红外光谱术的联合 291
6.7.6 AFM/IR-ATR系统 292
6.7.7 AFM 和TEM 的联合应用 293
参考文献 294

前言/序言

世界上95%以上的化合物是碳化合物, 碳及其化合物的研究历来受到重视。自从2004年发现石墨烯以来, 由于其优异的力学、电子学和物理学性质以及在广泛领域巨大的应用价值, 对包括石墨烯、富勒烯、碳纳米管和碳量子点在内的纳米碳材料的研究和产业化掀起了一个新的高潮。科学家们正在努力探索这些具有纳米尺度的、能够单独存在的各种碳同素异形体的结构、性能和制备方法以及未来的应用领域, 迄今方兴未艾, 成为当前国内外对新材料研究的热点。各国都投入大量人力物力, 研究成果丰硕, 每天都有大量研究和评述论文分散发表于各不同领域的学报上,亦有大量专利申报。编著者确信一本系统阐述纳米碳材料的结构、性质、制备和应用及表征方法, 并包含重要参考文献索引的书籍, 对从事这一领域工作的科技人员显然会有帮助。目前未见有同类书籍出版, 编著者希望本书能填补这个空缺。本书对每种纳米碳材料的结构和主要性能都详细阐述相应的表征方法, 举以实例, 为读者提供有效的研究建议, 也给出可供参考的相关文献。本书还详述适用于碳纳米材料表征的主要实验技术, 包括在纳米碳研究中能发挥重要作用的、最新发展起来的多方法联用技术。
本书共分6章。第1章叙述碳同素异形体的分类, 简要介绍石墨、金刚石、无定形碳和卡宾碳的基本结构和性质, 纳米碳除了石墨烯、碳纳米管、碳量子点和富勒烯以外的其他构型。第2章涉及石墨烯, 是本书的重点内容。石墨烯被认为是其他纳米碳的基本结构单元。本章阐述石墨烯的原子结构、基本物理性质和化学性质、主要制备方法以及石墨烯的潜在应用(着重于石墨烯复合材料领域的应用)。石墨烯的表征是本章的重要组成部分, 涉及结构(原子结构、缺陷和无序、层数、边缘手性、功能化和元素分析等) 和力学性质的表征。第3章是有关零维碳富勒烯的概况,主要介绍了C60的发现、富勒烯的结构性能和表征, 特别突出了富勒烯的球形结构的表征技术。第4章阐述一维碳纳米管的基本结构和性质、纳米管的制备和纯化以及纳米管的应用。在表征方面, 除了结构表征外, 用较大的篇幅阐述碳纳米管力学性能的表征。碳纳米管/聚合物复合材料是碳纳米管应用的重要方面, 占用了本章较大的篇幅, 着重于界面微观力学的分析。本章最后阐述了碳纳米管在传感器领域的应用。第5章涉及准零维碳量子点, 除了基本结构和性质外, 着重于在生物医学领域中的应用。表征方面更加侧重近期的先进技术, 特别对纳米边缘原子结构、生物成像等进行了实例探讨。第6章叙述纳米碳研究的主要近代物理表征方法, 着重适用于纳米碳的各种技术、实例, 最后一节为多方法联用技术, 是近年才得以快速发展的表征技术, 能获得单一方法无法测得的资料, 特别适用于纳米碳的研究。本书第3章和第5章由吴琪琳撰写, 其余各章由杨序纲完成。
本书内容力求新颖, 取材着重于前沿研究和最新应用成果。各章节都列出大量参考文献, 可供读者对相关课题作延伸阅读。
本书涉及的学科领域较为广泛, 编著者学识有限, 书中难免存在不当之处, 编著者在此预先感谢来自读者的批评指正。
本书得到上海市教育委员会重点创新项目(14zz069) 的支持。
本书编著过程中得到阎捷、卞昂、杨颖宇、王依民和张秀萍等老师的鼓励和支持, 在此深表谢意。撰写过程中, 研究生程朝歌、史燕妮及李敏等协助完成了文献检索整理及图表设计, 在此也一并表示感谢。
编著者深切感谢化学工业出版社对本书得以出版给予的支持。

编著者
2016.6
《硅基微电子器件中的杂质调控与性能优化》 本书聚焦于当代微电子技术的核心挑战之一:如何在日益精密的硅基器件中精确地控制杂质的引入与分布,并以此为基础大幅提升器件的性能与可靠性。 第一章 杂质在半导体中的基本作用 本章将首先梳理半导体物理学中关于杂质的经典理论。我们将深入探讨本征半导体与杂质半导体的导电机制差异,详细阐述p型和n型掺杂如何通过引入施主和受主原子来改变载流子浓度,从而实现对材料导电性能的调控。此外,还将介绍不同杂质元素(如磷、砷、硼、镓等)在硅晶格中的溶解度、扩散行为以及在不同温度下的稳定性,为后续章节的深入研究奠定理论基础。 第二章 杂质引入技术与工艺控制 本章着眼于实际半导体制造过程中杂质引入的关键技术。我们将详细介绍离子注入技术,包括其基本原理、加速器类型、能量和剂量的精确控制方法,以及在不同掺杂深度和横向分布上的应用。同时,还会探讨热扩散技术,分析其在实现均匀掺杂和深层掺杂方面的优势与局限。此外,本章还将重点讨论不同工艺参数(如退火温度、时间和气氛)对杂质分布、激活效率以及自扩散等现象的影响,强调工艺窗口的设定与优化对于器件性能至关重要。 第三章 杂质分布的表征与分析 精准的杂质分布表征是实现性能优化的前提。本章将详细介绍多种先进的杂质分析技术。首先,我们会深入讲解二次离子质谱(SIMS)的原理、样品制备要求、以及其在二维和三维杂质浓度剖面分析中的高灵敏度和高空间分辨率优势。其次,将介绍二次电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)在观察晶格缺陷、多晶硅形态以及杂质团簇等微观结构方面的应用。此外,还将探讨能谱分析(EDS)和俄歇电子能谱(AES)在元素成分分析中的作用。最后,还将介绍X射线衍射(XRD)和拉曼光谱在分析杂质引起的晶格应变和相变方面的应用。 第四章 杂质对硅基器件性能的影响 本章将系统阐述杂质在硅基器件中的具体影响。我们将分析杂质浓度和分布对MOSFET电流-电压特性的影响,包括阈值电压的偏移、漏电流的增加、以及沟道迁移率的降低。同时,还将探讨杂质对双极晶体管(BJT)的基区电阻、电流增益以及响应速度的影响。此外,还将涉及杂质对CMOS器件功耗、亚阈值摆幅以及短沟道效应等关键参数的影响。特别地,本章将详细讨论杂质引起的瞬态和永久性器件性能衰退,以及与栅介质击穿、漏电等可靠性问题之间的关联。 第五章 杂质调控与器件性能优化策略 基于前面对杂质作用机制与影响的深入理解,本章将提出一系列具体的杂质调控与器件性能优化策略。我们将探讨通过精确控制离子注入参数和退火条件来优化掺杂轮廓,以实现更快的开关速度和更低的漏电流。针对短沟道效应,将介绍沟道区掺杂浓度梯度的设计以及源漏区杂质的反向调控技术。此外,还将讨论利用掺杂实现沟道区载流子浓度的均匀化,以提高器件的均一性。本章还将探讨如何通过优化杂质浓度来抑制器件内的漏电路径,提升器件的可靠性。对于新兴的二维材料与硅基器件的集成,也将初步探讨杂质的引入与调控如何影响界面能级和载流子传输。 第六章 挑战与未来发展方向 展望未来,本章将探讨硅基微电子器件在杂质调控方面面临的挑战与发展趋势。随着器件尺寸的不断缩小,原子级精度的杂质掺杂成为必然要求。我们将讨论量子效应、隧穿效应等在纳米尺度下对杂质行为的干扰,以及如何利用新的掺杂技术(如分子束外延、原位掺杂等)来应对这些挑战。此外,还将探讨杂质与新型半导体材料(如III-V族材料、宽禁带半导体等)在集成器件中的协同作用,以及如何通过杂质工程实现更高级的功能集成。最后,将展望人工智能与机器学习在杂质调控模型构建和工艺优化中的潜在应用。 本书旨在为从事微电子器件设计、制造、材料科学及相关领域的研究人员和工程师提供一个系统、深入的参考,帮助他们更好地理解杂质在硅基半导体器件中的作用,掌握先进的杂质调控技术,并最终实现器件性能的突破性提升。

用户评价

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作为一名对科技前沿有着强烈兴趣的普通读者,我一直在寻找能够系统性地讲解新兴科学领域的书籍,《纳米碳及其表征》恰好满足了我的这一期待。书名中的“纳米碳”三个字,立刻吸引了我,因为我知道碳材料在现代科技发展中扮演着越来越重要的角色,而“纳米”则代表着一种极致的精细和潜在的巨大能量。我曾模糊地听说过石墨烯、碳纳米管等名词,它们似乎是具有革命性意义的新型材料,但我对其内在的物理化学原理以及具体的应用场景了解甚少。这本书的出现,让我看到了一个系统学习的机会。我期望它能够从最基础的纳米碳的形成机制讲起,例如它是在什么条件下产生的,有哪些主要的制备方法,以及不同方法制备出的纳米碳在结构上可能存在哪些差异。这就像是理解一个人的成长过程,了解其“出身”和“经历”,才能更好地理解其“现在”和“未来”。更让我期待的是“表征”这一部分。我理解“表征”是指通过各种实验技术来确定材料的性质。那么,对于纳米碳这种肉眼无法看到的物质,科学家们究竟是如何“看见”它的?又是如何测量它的尺寸、形貌、晶体缺陷、电子结构等等关键信息的?书中是否会介绍各种先进的表征技术,比如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱等,以及这些技术在揭示纳米碳特性方面所起到的关键作用?如果能对这些表征技术进行深入浅出的讲解,并结合具体的纳米碳实例,那将是一次非常有价值的学习体验。我希望这本书能让我对纳米碳有一个全面而深刻的认识,不仅仅是了解它的存在,更能理解它的“为何”和“如何”。

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一直以来,我都对那些能够改变世界格局的颠覆性技术充满好奇,而《纳米碳及其表征》这个书名,正是我一直在寻找的知识宝藏。碳,这个宇宙中最基本、最广泛的元素,在进入“纳米”这个全新的维度后,所展现出的神奇力量,是我一直渴望深入了解的。我曾听说过石墨烯、碳纳米管等名词,它们被寄予厚望,有望在电子、能源、材料等领域掀起革命性的浪潮,但我对其背后的科学原理和具体的性能优势知之甚少。这本书,似乎提供了一个系统学习的机会,让我能够从头开始,一步步地揭开纳米碳的神秘面纱。我特别期待书中能够详细介绍各种制备纳米碳的方法,比如化学气相沉积(CVD)、弧光放电法、激光烧蚀法等等,这些不同的方法是如何影响纳米碳的结构和性能的。更让我着迷的是“表征”这一部分。我理解“表征”就是利用各种科学仪器和技术来确定材料的结构、形态、化学组成和物理性质。那么,对于肉眼看不见的纳米碳,科学家们是如何利用透射电子显微镜(TEM)观察其原子级别的结构,利用扫描电子显微镜(SEM)分析其表面形貌,利用X射线衍射(XRD)判断其晶体结构,以及利用各种光谱技术(如拉曼光谱、红外光谱)来研究其电子和振动特性呢?如果书中能够用清晰的语言和生动的图例,将这些复杂的表征技术解释清楚,并结合具体的纳米碳实例,那将是一次非常有价值的学习体验。这本书,对我来说,不仅仅是一本关于材料的教科书,更是一次关于如何“看见”和“理解”微观世界的科学之旅。

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读到《纳米碳及其表征》这个书名,我的脑海中立刻浮现出无数的想象画面。我不是物理学家,也不是化学家,但“纳米”这个词汇总能激起我对微观世界的无限遐想。想象一下,比头发丝的万分之一还要小的世界,在那里,物质的形态和性质都会发生翻天覆地的变化。而“碳”,作为我们星球上最基础、最常见的元素,在纳米尺度下究竟会呈现出怎样令人惊叹的面貌?是柔软如丝的碳纳米管,还是坚硬无比的金刚石纳米颗粒?亦或是像纸张一样薄,却比钢铁更坚韧的石墨烯?这本书,似乎就是一本关于这些微观奇迹的百科全书。我特别好奇“表征”这个词,它是否意味着这本书会深入探讨如何“看见”这些纳米尺度的碳材料?就像古代的探险家需要精密的地图和导航仪器来探索未知大陆一样,科学家们也需要先进的“表征”技术来描绘和理解纳米碳的奥秘。我设想着书中会详细介绍各种先进的显微镜技术,例如能够看到原子排列的透射电子显微镜,能够观察表面形貌的扫描电子显微镜,以及各种光谱技术,它们如何帮助科学家们“听”到纳米碳的“声音”,理解它的化学组成和电子结构。这本书,对我来说,不仅仅是一本关于材料的书,更是一次关于科学探索方法和工具的启蒙。它让我意识到,理解一个全新的事物,往往需要先学会如何去“观察”它,如何去“测量”它,如何去“描述”它。我期待着这本书能带我走进这个充满挑战和惊喜的纳米碳世界。

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我一直深信,科技的进步往往源于对物质基础最微观层面的深刻理解,《纳米碳及其表征》这本书的出现,恰好满足了我对这一领域的求知欲。纳米碳,这两个看似简单的词汇,背后却蕴含着无穷的科学奥秘和巨大的应用潜力。我曾经对碳材料的了解仅限于宏观层面,比如木炭、石墨等,但“纳米”这个前缀,立刻将我的想象带到了一个全新的维度——原子和分子的精妙排列,物质性质的颠覆性改变。我迫不及待地想知道,在纳米尺度下,碳是如何构建出如此多样的结构,例如那被誉为“新材料之王”的石墨烯,或是如同微型管状的碳纳米管,以及其他更多奇特的碳纳米材料。我期待书中能够详细介绍这些纳米碳的种类、形成机制以及它们独特的物理化学性质,比如极高的强度、优异的导电导热性,以及在催化、储能等领域的潜在应用。而“表征”这个词,在我看来,则是理解纳米碳的关键钥匙。我理解“表征”就是利用各种科学手段来“看见”和“理解”这些微观世界的物质。我好奇书中会详细介绍哪些表征技术,例如如何利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)来观察纳米碳的原子结构,如何利用扫描电子显微镜(SEM)来分析其表面形貌,如何利用X射线衍射(XRD)来确定其晶体结构,以及如何利用各种光谱技术(如拉曼光谱、XPS)来研究其化学组成和电子状态。这本书,对我而言,不仅仅是一次知识的获取,更是一场关于如何运用科学工具去探索和理解未知世界的启迪。

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一直以来,对于那些深邃且充满未来感的科学领域,我都抱持着一种近乎孩童般的好奇心,而《纳米碳及其表征》这本书,就如同为我打开了一扇通往微观世界奇幻景象的大门。虽然我并非该领域的专业研究人员,但书名本身所蕴含的“纳米”与“碳”这两个关键词,就已经足以点燃我对未知探索的渴望。纳米,这个词语本身就充满了神秘感,它暗示着一种超越我们日常感官所能触及的尺度,一个充满无限可能性的微观尺度;而碳,作为构成我们生命以及无数物质的基础元素,在纳米尺度下又会展现出怎样令人惊叹的性质和形态?这本书给我最大的感受,是一种对事物本质深层探究的吸引力。我常常在想,当我们能够精确地操控原子和分子的尺度时,我们究竟能创造出怎样颠覆性的技术?那些存在于理论模型中的奇妙结构,是否真的能够被制造出来,并改变我们的生活?这本书提供的,似乎就是一条连接理论与实践、想象与现实的桥梁。它不仅仅是关于材料本身的介绍,更是一种对科学探索精神的致敬。在阅读过程中,我仿佛能看到科学家们一丝不苟地进行实验,运用最先进的仪器,一点点地揭示纳米碳的秘密。这种严谨的态度和对细节的追求,本身就极具感染力。我尤其对书中可能涉及到的“表征”部分感到好奇,这是否意味着对纳米碳的结构、形貌、化学性质等进行精确的测量和分析?如果真是如此,那么这本书必将是一部关于如何“看见”和“理解”这些微观世界的宝贵指南。这种“看见”的能力,不仅仅是物理上的,更是思维上的,它教会我们如何从全新的角度去审视我们熟悉的世界。这本书,在我心中,已经不仅仅是一本书,更是一种对人类智慧和探索精神的赞美。

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我一直对那些能够从根本上改变我们生活和产业格局的新兴科学技术抱有浓厚的兴趣,《纳米碳及其表征》这个书名,正是我一直在追寻的知识方向。碳,这个我们最熟悉的元素,在进入“纳米”这个微观领域后,究竟能展现出怎样令人惊叹的性能和应用前景?我脑海中已经浮现出石墨烯、碳纳米管这些被广泛讨论的材料,它们似乎预示着电子、能源、医疗等领域的巨大变革,但对我而言,这些都还停留在概念层面,缺乏具体的科学支撑。这本书,就像是一扇窗户,让我得以窥探纳米碳的真实世界。我非常期待书中能够详细阐述各种纳米碳的微观结构,比如不同种类的碳纳米管(单壁、多壁)、石墨烯的层数和缺陷,以及其他形态的碳纳米材料,它们是如何在分子层面构建起来的,以及这些精妙的结构如何赋予它们超乎寻常的性能。更吸引我的是“表征”这部分内容。我理解“表征”是通过各种实验技术来确定材料的性质。那么,对于肉眼不可见的纳米碳,科学家们究竟是如何“看”到它的,又是如何“测量”它的?书中是否会介绍诸如透射电子显微镜(TEM)如何揭示原子排列,扫描电子显微镜(SEM)如何观察表面形貌,X射线衍射(XRD)如何分析晶体结构,以及各种光谱技术(如拉曼光谱、XPS)如何研究其化学组成和电子特性?如果书中能够用通俗易懂的语言,配合精美的图示,将这些复杂的表征技术讲解清楚,并结合具体的纳米碳应用案例,那将是极大的收获。这本书,对我来说,是一次深入理解现代材料科学前沿的宝贵机会。

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我一直对那些能够改变我们未来生活方式的科技感到着迷,而《纳米碳及其表征》这个书名,无疑触及了我最感兴趣的领域之一。碳,这个我们熟悉得不能再熟悉的元素,在进入“纳米”这个维度后,所展现出的神奇特性,一直是我渴望了解的。我曾经零星地接触过关于石墨烯和碳纳米管的报道,它们被誉为“新材料之王”,拥有着超乎想象的强度、导电性和导热性,似乎预示着一个全新的科技时代。然而,这些概念对我而言,更多的是一种宏观的想象,缺乏深入的理解。这本书的出现,让我看到了一个深入了解纳米碳世界的契机。我尤其期待书中能够详细阐述纳米碳的各种形态,比如碳纳米管的直链、螺旋结构,石墨烯的单层、多层结构,以及纳米金刚石、富勒烯等,它们是如何形成的,又各自具备哪些独特的物理化学性质。更吸引我的是“表征”这个部分。我理解“表征”就是通过一系列的实验手段来确定和描述材料的特性。那么,对于肉眼无法直接观察到的纳米碳,科学家们是如何利用各种先进的仪器来“看清”它的?书中是否会介绍诸如高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)如何揭示原子排列,X射线光电子能谱(XPS)如何分析表面化学成分,以及拉曼光谱(Raman Spectroscopy)如何鉴定碳材料的结构类型等技术?如果能通过生动的图示和案例,将这些复杂的表征技术解释清楚,那将是我学习纳米碳知识的宝贵财富。这本书,在我看来,是一次探索前沿科技的“显微镜之旅”,它将帮助我理解那些塑造未来的“微小”力量。

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我一直对那些能够从本质上解释我们所处世界的科学理论和实验技术充满好奇,《纳米碳及其表征》这个书名,直接击中了我的兴趣点。碳,作为构成我们生命以及无数物质的基础元素,在“纳米”尺度下会展现出怎样令人难以置信的特性?这是我一直以来所困惑和渴望解答的问题。我曾模糊地听说过石墨烯、碳纳米管等名词,它们似乎是具有划时代意义的新型材料,但对其形成机理、结构特点和性能优势,我知之甚少。这本书,为我提供了一个系统深入的了解的机会。我非常期待书中能够从纳米碳的“诞生”讲起,详细介绍各种制备方法,例如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、机械剥离法等等,以及这些方法如何控制纳米碳的尺寸、形貌、结晶度和缺陷。更令我兴奋的是“表征”这一部分。我理解“表征”就是利用各种先进的科学仪器和技术来“看见”和“理解”这些微观世界的物质。那么,对于肉眼无法直接观察到的纳米碳,科学家们究竟是如何通过透射电子显微镜(TEM)来观察其原子级别的排列,如何通过扫描电子显微镜(SEM)来分析其表面特征,如何通过X射线衍射(XRD)来确定其晶体结构,又如何通过各种光谱技术(如拉曼光谱、XPS)来探究其化学组成和电子状态呢?如果书中能够对这些表征技术进行深入浅出的讲解,并配以生动的实验数据和图例,那么,这本书无疑将是我理解和研究纳米碳领域的一本不可或缺的参考书。

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《纳米碳及其表征》这个书名,像一个充满魔力的咒语,瞬间勾起了我对物质科学最深层的探究欲望。我并非材料科学领域的专业人士,但我对那些能够从根本上改变我们世界的事物始终保持着高度的关注。纳米碳,这两个词本身就蕴含着一种颠覆性的力量。“纳米”意味着我们正在触及原子和分子的尺度,一个充满无限可能性的微观宇宙;而“碳”,这个构成我们生命和周围一切物质的基础元素,在纳米尺度下又会展现出怎样匪夷所思的性质?我设想着,这本书将带我穿越物质世界的“凡尔赛宫”,进入那些只有在最尖端实验室才能窥见的精妙结构。我特别期待书中能够详细介绍各种类型的纳米碳,例如碳纳米管的奇妙形态,石墨烯令人惊叹的二维结构,以及其他各种碳纳米材料,它们是如何被“生长”出来的,又是如何展现出超越常规的物理性能。而“表征”这个词,则像一位经验丰富的向导,它告诉我,这本书不仅仅是关于材料的“存在”,更是关于如何“理解”它们。我憧憬着书中能够细致地讲解各种先进的表征技术,比如如何用电子显微镜“看见”纳米碳的原子排列,如何用光谱技术“听”到纳米碳的“声音”,如何通过各种物理测量来揭示它们的力学、电学和热学特性。这本书,对我而言,就像是一把钥匙,能够开启我通往微观世界的大门,让我不仅看到纳米碳的“模样”,更能理解它的“灵魂”。

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我一直认为,真正的科学探索,在于对事物本质的深入挖掘和对未知领域的勇敢挑战,《纳米碳及其表征》这个书名,恰好契合了我对科学精神的理解。碳,这个我们最熟悉的元素,在进入“纳米”这个微观尺度后,究竟能展现出怎样令人惊叹的性能和应用潜力?这本身就是一个充满魅力的科学命题。我迫不及待地想了解,那些听起来如同科幻小说般的碳纳米材料,如石墨烯、碳纳米管、富勒烯等,究竟是如何形成的,它们在原子和分子层面是如何构建的,以及这些精密的结构如何赋予它们超越传统材料的宏观性能。我期待书中能够详细介绍不同类型纳米碳的结构特点,比如碳纳米管的同心圆结构、石墨烯的六边形网格结构,以及它们在力学、电学、热学、光学等方面的独特性质。而“表征”这个词,更是让我看到了通往理解这些微观世界的大门。我理解“表征”是指利用各种科学仪器和技术来确定和描述材料的性质。那么,对于肉眼无法直接观察的纳米碳,科学家们是如何利用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)来“看见”原子排列,如何利用扫描电子显微镜(SEM)来观察表面形貌,如何利用X射线衍射(XRD)来分析晶体结构,以及如何利用各种光谱技术(如拉曼光谱、XPS)来研究其化学组成和电子状态呢?如果书中能够将这些复杂的表征过程,以清晰易懂的方式呈现出来,并结合实际的研究案例,那么,这本书将不仅仅是一本关于纳米碳的科普读物,更是一次关于科学探索方法和精神的洗礼。

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现在写得书,没法看,里面错误百出

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