压电电子学与压电光电子学

《纳米科学与技术》丛书序前言第1章.压电电子学和压电光电子学导论1.1 以多样性和多功能性超越摩尔定律1.2 人机交互界面1.3 压电电子学和压电光电子学的物理基础：压电势1.4 压电电子学领域的创立1.5 压电电子学效应1.5.1 压电电子学效应对金属半导体接触的作用1.5.2 压电电子学效应对pn结的作用1.6 压电光电子学效应1.7 适用于压电电子学研究的一维纤锌矿纳米结构1.8 展望参考文献第2章.纤锌矿结构半导体材料中的压电势2.1 支配方程2.2 前三阶微扰理论2.3 垂直纳米线的解析解2.4 横向弯曲纳米线的压电势2.5 横向弯曲纳米线的压电电势测量2.6 轴向应变纳米线内的压电势2.7 掺杂半导体纳米线中的平衡电势2.7.1 理论框架2.7.2 考虑掺杂情况时压电势的计算2.7.3 掺杂浓度的影响2.7.4 载流子类型的影响2.8 压电势对局域接触特性的影响2.8.1 理论分析2.8.2 实验验证2.9 电流传输的底端传输模型参考文献第3章.压电电子学基本理论3.1 压电电子学晶体管与传统场效应晶体管的比较3.2 压电势对金属半导体接触的影响3.3 压电势对pn结的影响3.4 压电电子学效应的理论框架3.5 一维简化模型的解析解3.5.1 压电pn结3.5.2 金属半导体接触3.5.3 金属纤锌矿结构半导体接触3.6 压电电子学器件的数值模拟3.6.1 压电pn结3.6.2 压电晶体管3.7 总结参考文献第4章.压电电子学晶体管4.1 压电电子学应变传感器4.1.1 传感器的制备和测量4.1.2 压电纳米线内应变的计算4.1.3 传感器的机电特性表征4.1.4 应用热电子发射扩散理论的数据分析4.1.5 压阻和压电效应效果的区分4.1.6 压电电子学效应引起的应变系数剧增4.2 压电二极管4.2.1 压电电子学效应引起的欧姆接触到肖特基接触的转变4.2.2 肖特基势垒变化的定量分析4.2.3 压电电子学二极管工作机制4.2.4 压电电子学机电开关4.3 基于垂直纳米线的压电晶体管4.3.1 反向偏置接触4.3.2 正向偏置接触4.3.3 两端口压电电子学晶体管器件4.4 总结参考文献第5章.压电电子学逻辑电路及运算操作5.1 应变门控晶体管5.1.1 器件制备5.1.2 基本原理5.2 应变门控反相器5.3 压电电子学逻辑运算5.3.1 与非门和或非门（NAND和NOR）5.3.2 异或门（XOR）5.4 总结参考文献第6章.压电电子学机电存储器6.1 器件制备6.2 机电存储器原理6.3 温度对存储器性能的影响6.4 机电存储器中的压电电子学效应6.5 可复写的机电存储器6.6 总结参考文献第7章.压电光电子学理论7.1 压电光电子学效应的理论框架7.2 压电光电子学效应对发光二极管的影响7.2.1 压电发光二极管简化模型的解析解7.2.2 压电pn结发光二极管器件的数值模拟7.3 压电光电子学效应对光电传感器的影响7.3.1 正偏肖特基接触的电流密度7.3.2 反偏肖特基接触的电流密度7.3.3 光激发模型7.3.4 压电电荷和压电势方程7.3.5 压电光电子学效应对双肖特基接触结构的影响7.3.6 金属半导体金属光电探测器的数值模拟7.4 压电光电子学效应对太阳能电池的影响7.4.1 基本方程7.4.2 基于pn结的压电太阳能电池7.4.3 金属半导体肖特基接触型太阳能电池7.5 总结参考文献第8章.压电光电子学效应在光电池中的应用8.1 金属半导体接触光电池8.1.1 实验方法8.1.2 基本原理8.1.3 光电池输出的优化8.1.4 理论模型8.2 pn异质结太阳能电池8.2.1 压电势对太阳能电池输出的影响8.2.2 压电电子学模型8.3 增强型硫化亚铜（Cu2S）/硫化镉（CdS）同轴纳米线太阳能电池8.3.1 光伏器件设计8.3.2 压电光电子学效应对输出的影响8.3.3 理论模型8.4 异质结核壳纳米线的太阳能转换效率8.5 总结参考文献第9章.压电光电子学效应在光电探测器中的应用9.1 测量系统设计9.2 紫外光传感器的表征9.3 压电光电子学效应对紫外光灵敏度的影响9.3.1 实验结果9.3.2 物理模型9.4 压电光电子学效应对可见光探测器灵敏度的影响9.4.1 实验结果及与计算结果的比较9.4.2 压阻效应的影响9.4.3 串联电阻的影响9.5 压电光电子学光电探测的评价标准9.6 总结参考文献第10章.压电光电子学效应对发光二极管的影响10.1 发光二极管的制备和测量方法10.2 发光二极管的表征10.3 压电效应对发光二极管效率的影响10.4 压电极化方向的效应10.5 注入电流与施加应变之间的关系10.6 发光光谱和激发过程10.6.1 异质结能带图10.6.2 受应变发光二极管的发光光谱10.7 压电光电子学效应对发光二极管的影响10.7.1 基本物理过程10.7.2 应变对异质结能带的影响10.8 应变对光偏振的影响10.9 p型氮化镓薄膜的电致发光特性10.9.1 压电光电子学效应对发光二极管的影响10.9.2 理论模型10.9.3 发光特性分析10.1 0总结参考文献第11章.压电光电子学效应在电化学过程和能源存储中的应用11.1 光电化学过程的基本原理11.2 压电势对光电化学过程的影响11.3 光电化学太阳能电池11.3.1 电池设计11.3.2 压电光电子学效应对光电化学过程的影响11.4 压电势对机械能到电化学能量转化过程的影响11.4.1 自充电功率源器件的工作原理11.4.2 自充电功率源器件的设计11.4.3 自充电功率源器件的性能11.5 总结参考文献附录附录1 王中林小组2006～2012年间发表的有关纳米发电机、压电电子学和压电光电子学方面的文章.附录2 缩写词

　　《国家出版基金项目：压电电子学与压电光电子学》是一部系统性强、深入浅出、图文并茂的专业著作，可供相关领域的科研工作者参考使用，同时也可以用作高年级本科生和研究生专业课程的教科书。　　《国家出版基金项目：压电电子学与压电光电子学》压电电子学和压电光电子学的基本概念和原理由王中林教授研究组分别于2007年和2010年首次提出。在人机界面、主动式传感器、主动式柔性电子学、微型机器人、智能电子签名、智能微纳机电系统以及能源技术等领域中，压电电子学和压电光电子学具有广阔的应用前景。《国家出版基金项目：压电电子学与压电光电子学》介绍压电电子学和压电光电子学的物理原理、基本理论以及基本器件单元的设计、制造、测试和应用；共分11章，包括压电电子学和压电光电子学导论、纤锌矿结构半导体材料中的压电势、压电电子学基本理论、压电电子学晶体管、压电电子学逻辑电路及运算操作、压电电子学机电存储器、压电光电子学理论、压电光电子学效应在光电池中的应用、压电光电子学效应在光电探测器中的应用、压电光电子学效应对发光二极管的影响、压电光电子学效应在电化学过程和能源存储中的应用等内容。【作者简介】　　王中林，美国佐治亚理工学院终身校董事讲席教授、Hightower终身讲席教授，中国科学院北京纳米能源与系统研究所（筹）首席科学家；中国科学院外籍院士,欧洲科学院院士；美国物理学会会士（fellow）,美国科学促进会(AAAS)会士，美国材料研究学会会士，美国显微镜学会会士。荣获美国显微镜学会1999年巴顿奖章，佐治亚理工学院2000年、2005年杰出研究奖，2001年S.T. Li奖(美国)，2009年美国陶瓷学会Purdy奖，2011年美国材料研究学会奖章(MRSMedal)，2012年美国陶瓷学会爱德华·奥尔顿奖。他发明了纳米发电机并发展出其技术路线图。他关于自驱动纳米系统的研究激发了世界学术界和工业界对于微纳系统电源问题的广泛研究，这已成为能源研究与未来传感器网络研究中的特色学科。通过在新型的电子器件和光电子器件中引入压电势控制的电荷传输过程，他开创了压电电子学和压电光电子学学科并引领其发展，这在智能微机电系统或纳机电系统、纳米机器人、人与电子器件的交互界面以及传感器等方面具有重要的应用。其著作已被引用超过52000次，论文被引用的h因子(h-index)是110。