石墨烯，是由單層碳原子組成、具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維材料。石墨烯作為目前最薄的材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等性能，擁有高度的柔性、透光性、超高的導(dǎo)電性，是主導(dǎo)未來(lái)高科技競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)略材料。本書從石墨烯的結(jié)構(gòu)入手，系統(tǒng)的介紹了石墨烯的七大特性，聚焦電子器件、光電探測(cè)器件、傳感器件、光學(xué)器件及能源器件五個(gè)專題，分析凝練了過(guò)去十余年石墨烯功能器件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。書稿不僅具有理論創(chuàng)新價(jià)值和研究?jī)r(jià)值，而且對(duì)實(shí)踐頁(yè)有一定的實(shí)操意義。
王慧慧，博士，中國(guó)博士后科學(xué)基金特別資助獲得者。多年來(lái)主要從事高質(zhì)量石墨烯薄膜的制備及其功能化、器件化的相關(guān)研究，在石墨烯的表面控制生長(zhǎng)方面開(kāi)展了大量的探索，基于過(guò)程工程學(xué)原理，通過(guò)生長(zhǎng)基元步驟的設(shè)計(jì)與調(diào)控，獲得了高質(zhì)量石墨烯薄膜的制備方法。相關(guān)研究工作相繼發(fā)表在《Adv.Mater.》《ACS Nano》等世界**學(xué)術(shù)期刊，共計(jì)20余篇，申請(qǐng)并獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)。
第1章 石墨烯概述
1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)及基本結(jié)構(gòu)
1.1.1 石墨烯的發(fā)現(xiàn)歷史
1.1.2 石墨烯的基本結(jié)構(gòu)
1.2 石墨烯的基本性能
1.2.1 石墨烯的電學(xué)性能
1.2.2 石墨烯的光學(xué)性能
1.2.3 石墨烯的力學(xué)性能
1.2.4 石墨烯的熱學(xué)性能
1.2.5 石墨烯的磁學(xué)性能
1.2.6 石墨烯的超導(dǎo)性能
1.2.7 石墨烯的選擇透過(guò)性
第2章 石墨烯電子器件
2.1 石墨烯晶體管器件
2.1.1 石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管
2.1.2 石墨烯能帶結(jié)構(gòu)調(diào)控
2.1.3 石墨烯隧穿場(chǎng)效應(yīng)晶體管
2.1.4 石墨烯-硅肖特基結(jié)器件
2.2 石墨烯非易失性存儲(chǔ)器
2.2.1 非易失性存儲(chǔ)器性能參數(shù)
2.2.2 晶體管型石墨烯非易失性存儲(chǔ)器
2.2.3 石墨烯閃存器件
2.2.4 電阻式石墨烯非易失性存儲(chǔ)器
2.3 石墨烯人工突觸器件
2.3.1 電學(xué)突觸器件
2.3.2 光電突觸器件
第3章 石墨烯基光電探測(cè)器件
3.1 基于石墨烯的超快寬譜帶光電探測(cè)器
3.1.1 石墨烯基光電探測(cè)器的光電轉(zhuǎn)換原理
3.1.2 石墨烯基光電探測(cè)器的重要參數(shù)
3.1.3 石墨烯基光電探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)
3.1.4 石墨烯基光電探測(cè)器的發(fā)展現(xiàn)狀
3.2 石墨烯光電響應(yīng)增強(qiáng)策略
3.2.1 等離子體增強(qiáng)型石墨烯基光電探測(cè)器
3.2.2 共振腔增強(qiáng)型石墨烯基光電探測(cè)器
3.2.3 波導(dǎo)型石墨烯基光電探測(cè)器
3.2.4 疊層范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)型石墨烯基光電探測(cè)器
3.2.5 量子點(diǎn)增強(qiáng)型石墨烯基光電探測(cè)器
3.3 石墨烯長(zhǎng)波光電探測(cè)器
3.3.1 中紅外波段光電探測(cè)器
3.3.2 太赫茲波段光電探測(cè)器
第4章 石墨烯傳感器件
4.1 石墨烯氣體傳感器
4.1.1 基于電學(xué)方法的石墨烯氣體傳感器
4.1.2 基于光學(xué)方法的石墨烯氣體傳感器
4.2 石墨烯壓力與應(yīng)力傳感器
4.2.1 石墨烯壓力傳感器
4.2.2 石墨烯柔性應(yīng)力傳感器及其在可穿戴器件中的應(yīng)用
4.3 石墨烯霍爾傳感器
4.3.1 霍爾傳感器的原理
4.3.2 石墨烯在霍爾傳感器中的應(yīng)用
4.4 石墨烯生物傳感器
4.4.1 石墨烯電化學(xué)生物傳感器
4.4.2 石墨烯FET生物傳感器
4.4.3 石墨烯光學(xué)生物傳感器
第5章 石墨烯光子學(xué)和光電子學(xué)器件
5.1 石墨烯光電子學(xué)
5.1.1 線性光吸收特性
5.1.2 非線性光學(xué)效應(yīng)
5.1.3 光學(xué)響應(yīng)的可調(diào)性
5.2 石墨烯在激光器中的應(yīng)用
5.2.1 基于石墨烯飽和吸收鎖模的光纖激光器
5.2.2 基于石墨烯的調(diào)Q光纖激光器
5.2.3 基于石墨烯的固體激光器
5.3 石墨烯在電光調(diào)制器中的應(yīng)用
5.3.1 基于直波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器
5.3.2 基于平面結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器
5.3.3 基于其他結(jié)構(gòu)的石墨烯電光調(diào)制器
5.4 石墨烯表面等離激元
5.4.1 石墨烯表面等離激元的激發(fā)機(jī)制
5.4.2 石墨烯表面等離激元的觀測(cè)方法
5.4.3 石墨烯表面等離激元的應(yīng)用
第6章 石墨烯能源器件
6.1 石墨烯在二次電池中的應(yīng)用
6.1.1 石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用
6.1.2 石墨烯在鋰硫電池中的應(yīng)用
6.2 石墨烯在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
6.2.1 超級(jí)電容器
6.2.2 石墨烯基超級(jí)電容器
6.3 石墨烯在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
6.3.1 太陽(yáng)能電池
6.3.2 石墨烯在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
6.3.3 石墨烯在量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
6.3.4 石墨烯在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用
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