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第一章　碳纳米管的结构与性质1

1.1　碳原子的成键2

1.2　无缺陷碳纳米管3

1.3　含缺陷碳纳米管7

1.4　电子学性质10

1.5　光学和光电子性质13

1.6　力学和机电性质16

1.7　磁性与电磁性质20

1.8　化学和电化学性质22

1.9　热学与热电性质24

1.10　总结25

第二章　碳纳米管的计算纳米技术29

2.1　引言29

2.2　计算纳米技术的多尺度模拟方法31

2.3　结构和对称性35

2.4　纳米力学和热学性质37

2.5　碳纳米管的化学修饰、物理吸附和扩散51

2.6　纳米电子学和传感器58

2.7　总结与展望65

第三章　碳纳米管的电弧法和激光烧蚀法制备71

3.1　引言71

3.2　多壁碳纳米管的电弧法制备72

3.3　多壁碳纳米管的激光烧蚀法制备82

3.4　单壁碳纳米管的电弧法制备82

3.5　双壁碳纳米管的电弧法制备91

3.6　单壁碳纳米管的激光烧蚀法制备100

3.7　结论105

第四章　碳纳米管的化学气相沉积与等离子体增强化学气相沉积生长110

4.1　引言110

4.2　生长设备111

4.3　催化剂制备115

4.4　生长结果118

4.5　生长机理123

4.6　建模与分析125

4.7　挑战与未来的方向126

第五章　碳纳米管研究中的表征技术132

5.1　引言132

5.2　电子显微术132

5.3　原子力显微术和扫描隧道显微术134

5.4　性质表征138

5.5　电导测量138

5.6　热电测量139

5.7　拉曼光谱141

5.8　X射线衍射150

5.9　总结152

第六章　碳纳米管在扫描探针显微术中的应用155

6.1　引言155

6.2　原子力显微镜的发展及扫描探针的作用155

6.3　碳纳米管力学性能及其在扫描探针显微术中的应用162

6.4　碳纳米管针尖的制备164

6.5　碳纳米管针尖的应用169

6.6　总结180

第七章　碳纳米管在纳米电子学中的应用183

7.1　载流子表征技术183

7.2　掺杂方法187

7.3　单壁碳纳米管场效应晶体管188

7.4　金属－半导体单壁碳纳米管异质结194

7.5　单壁碳纳米管pn结Esaki二极管198

7.6　单壁碳纳米管基单电子隧穿器件201

7.7　其他半导体性单壁碳纳米管器件207

7.8　金属性单壁碳纳米管的输运特性210

7.9　纳米场效应晶体管的总体评价210

第八章　碳纳米管场发射器件219

8.1　引言219

8.2　碳纳米管场发射器件的构造和微结构221

8.3　碳纳米管场发射器件的应用225

8.4　总结237

第九章　碳纳米管化学与物理传感器239

9.1　引言239

9.2　碳纳米管化学传感器239

9.3　碳纳米管物理传感器和致动器254

9.4　总结与展望260

第十章　碳纳米管生物传感器264

10.1　引言264

10.2　碳纳米管生物传感器的制造265

10.3　碳纳米管生物传感器的应用270

10.4　总结与展望280

第十一章　碳纳米管复合材料283

11.1　引言283

11.2　碳纳米管的优越性285

11.3　聚合物纳米复合材料290

11.4　碳纳米管－金属复合材料297

11.5　陶瓷基复合材料298

11.6　总结与展望305

第十二章　碳纳米管的其他应用309

12.1　集成电路制造领域的应用309

12.2　催化剂载体与吸附剂310

12.3　金属的填充／嵌入310

12.4　膜与分离311

索引313