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目录1

第1章　纳米技术概论1

1.1　引言1

1.2　基本概念和内涵2

1.3　纳米技术发展简史2

1.4　纳米技术的应用6

1.5　纳米技术发展的主要难点13

主要参考文献14

第2章　纳米电子技术基础15

2.1　纳米效应15

2.2　纳米薄膜技术22

2.2.1　基片的选择23

2.2.2　制膜方法24

2.2.3　成膜方法比较32

2.3　超晶格与低维材料33

2.3.1　超晶格材料及其电子状态33

2.3.2　低维材料42

2.3.3　多孔硅44

2.3.4　纳米微晶硅薄膜45

2.4　纳米器件工艺概论46

主要参考文献51

3.1　纳米金属的性质与制备52

3.1.1　纳米金属材料的主要物理性质52

第3章　纳米导电材料52

3.1.2　纳米金属固体的制备方法53

3.1.3　纳米金属膜的制备方法54

3.1.4　纳米金属的结构与形态54

3.1.5　纳米金属中的晶界和非平衡结构合金55

3.2　纳米金属在电子工业中的应用56

3.2.1　纳米铜57

3.2.2　纳米导电浆料58

3.2.3　低温焊料60

3.2.4　用于传感器的纳米金属颗粒60

3.3　纳米电磁屏蔽与吸波材料61

3.3.1 电磁屏蔽在信息社会中的重要性61

3.2.5 纳米金属——介孔异质复合体61

3.3.2　电磁屏蔽与吸波材料的工作机理62

3.3.3　纳米材料的吸波主要机制63

3.3.4　纳米屏蔽与吸波材料动态64

3.4　纳米电极材料65

3.4.1　纳米镍电极66

3.4.2　纳米超级电容器电极66

3.4.3　纳米锂离子蓄电池电极68

3.4.4　纳米电极材料开发中需解决的问题69

3.5　纳米金属线与纳米同轴电缆70

3.5.1　纳米金属线及其合成方法70

3.5.2　纳米金属线的应用72

3.5.3　同轴纳米电缆72

主要参考文献73

第4章　纳米电子陶瓷75

4.1 电子陶瓷与纳米电子陶瓷75

4.1.1　电子陶瓷的发展75

4.1.2　纳米电子陶瓷的内涵及其分类76

4.1.3　纳米电子陶瓷的性能76

4.1.4　纳米电子陶瓷的发展79

4.2　纳米电子陶瓷的制备技术79

4.2.1　纳米电子陶瓷粉体制备技术79

4.2.2　纳米陶瓷粉体的团聚84

4.2.3　纳米电子陶瓷的成型技术86

4.2.4　纳米电子陶瓷的烧结技术88

4.3　纳米介电陶瓷90

4.3.1　纳米绝缘电子陶瓷91

4.3.2　纳米压电与铁电陶瓷98

4.3.3　纳米敏感陶瓷103

4.4　纳米电子陶瓷薄膜108

4.4.1　纳米电子陶瓷薄膜概述108

4.4.2　纳米压电铁电薄膜110

4.4.3　用于VLSI低介电常数材料纳米多孔二氧化硅114

4.4.4　纳米金刚石膜116

4.4.5　纳米气敏陶瓷薄膜118

主要参考文献119

5.1 纳米磁性材料的介观磁性与分类120

5.1.1　纳米磁性材料的介观磁性120

第5章　纳米磁性材料120

5.1.2　纳米磁性材料的分类121

5.2　巨磁电阻效应及材料122

5.2.1　基本概念122

5.2.2　巨磁电阻材料125

5.2.3　隧道磁电阻材料130

5.2.4　庞磁电阻材料133

5.2.5　三类磁电阻材料的比较134

5.3　GMR磁电子器件135

5.3.1　硬盘读出磁头135

5.3.2　磁性随机存储器139

5.3.3　GMR传感器144

5.3.4　磁电子器件的新发展146

5.4　纳米晶软磁材料150

5.4.1　纳米晶软磁材料的特性150

5.4.2　主要的纳米晶软磁材料151

5.4.3　纳米晶软磁材料的制备及应用153

5.5　纳米晶复合永磁材料154

5.5.1 纳米晶复合永磁材料的特征154

5.5.2　常见的纳米晶复合永磁材料155

5.5.3　纳米晶复合永磁材料制备与应用领域158

5.5.4　研究热点158

5.6　磁致冷工质159

5.6.1　磁致冷的基本原理159

5.6.2　磁致冷工质160

5.7.1　磁性液体162

5.7　磁性液体和纳米磁记录介质材料162

5.7.2　磁性液体的应用165

5.7.3　纳米磁记录材料166

主要参考文献169

第6章　低维半导体材料171

6.1　低维半导体材料概述171

6.1.1　低维半导体材料171

6.1.2　纳米半导体中能谱与量子效应172

6.2　纳米半导体材料的制备与评价174

6.2.1 半导体微结构材料生长和精细加工相结合的制备技术174

6.2.2　应变自组装纳米量子点（线）结构生长技术175

6.2.4　纳米半导体的评价技术176

6.2.3 半导体纳米结构材料的其他制备技术176

6.3　超晶格与量子阱材料178

6.3.1 超晶格与量子阱的特性179

6.3.2 Ⅲ-Ⅴ族超晶格、量子阱材料180

6.3.3　硅基应变异质结构超晶格与量子阱材料180

6.3.4 Ⅱ-Ⅵ族超晶格、量子阱材料181

6.3.5　超晶格与量子阱的主要应用181

6.4　半导体量子线182

6.4.1　半导体量子线的制备183

6.4.2　纳米线的主要性能185

6.4.3　半导体量子线材料与应用186

6.5.1　量子点的制备189

6.5　量子点189

6.5.2　量子点的主要性质193

6.5.3　半导体量子点的主要应用194

6.6　准一维纳米材料197

6.6.1　碳纳米管197

6.6.2　碳纳米管的性能199

6.6.3　碳纳米管的应用200

6.6.4　非碳纳米管准一维材料203

6.6.5　准一维纳米氧化锌204

主要参考文献206

7.1　纳米发光材料208

7.1.1　纳米发光材料的光学性质208

第7章　纳米光电材料208

7.1.2　纳米半导体发光材料211

7.1.3　纳米复合发光材料213

7.1.4　纳米稀土发光材料214

7.2　纳米透明导电氧化物薄膜材料216

7.2.1 透明导电氧化物（TCO）薄膜216

7.2.2 氧化铟锡透明导电薄膜217

7.2.3　SnO2透明导电薄膜217

7.2.4　掺铝氧化锌透明导电薄膜218

7.2.5　纳米透明导电薄膜的进展219

7.3　纳米光—电转换材料221

7.3.1 太阳能电池221

7.3.2　薄膜太阳能电池222

7.3.3　纳米结构电化学太阳能光电池223

7.3.4　纳米太阳能电池的进展225

7.4　纳米非线性光学材料227

7.4.1 非线性光学材料概述227

7.4.2　纳米半导体材料的三阶光学非线性成因229

7.4.3　一些纳米颗粒的非线性光学性质229

7.4.4 半导体／介质纳米镶嵌材料的非线性光学性质231

7.4.5　纳米二阶非线性光学材料232

主要参考文献232

第8章 纳米体系中的电子波和电子波器件234

8.1 电子波和介观体系234

8.1.1 电子波和电子波函数的相位相关性234

8.1.2　介观体系的特殊性质237

8.1.3　二维电子气的量子Hall效应简介239

8.1.4　介观体系的电导涨落效应、非局域性效应和持续电流效应241

8.1.5　弹道区的量子化电导效应244

8.2　量子干涉248

8.2.1 电子波干涉程度的表示248

8.2.2　实现量子干涉的条件249

8.2.3　相位破损的机理251

8.2.4　能否满足量子干涉条件252

8.3　电子波器件253

8.3.1 电子波干涉计型器件253

8.3.2　电子波导型器件254

8.3.3　电子波衍射器件256

8.3.4　谐振隧穿（RT）器件257

8.3.5 量子线沟道FET261

8.3.6　速度调制晶体管（VMT）262

8.3.7 平面超晶格FET263

主要参考文献264

第9章 单电子学和单电子器件266

9.1　Coulomb阻塞效应266

9.1.1 电导振荡——Coulomb振荡现象266

9.1.2　Coulomb阻塞效应267

9.1.3 电流偏置下单个隧道结的I-V特性270

9.1.4　超导态的Coulomb阻塞效应272

9.2　单电子器件276

9.2.1　单电子静电计276

9.2.2　半导体量子点旋转门276

9.2.3　单电子晶体管（SET）278

9.2.4　单电子类CMOS倒相器286

9.2.5　单电子晶体管存储器287

9.2.6　单电子晶体管逻辑电路举例289

9.2.7 量子网络自适应器件（QCA）289

主要参考文献290

第10章　纳米集成电路概论292

10.1 传统CMOS结构的纳米器件292

10.2　纳米量子电子器件294

10.3　纳米集成电路中的连接线294

10.4　纳米集成电路设计中的问题296

10.5　纳米集成电路的设计方法学——持续收敛方法学297

主要参考文献300