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《低维材料》(英文版)于十月正式出版,本书涵盖内容广泛,为读者理解低维材料提供了一张“地图”。从量子力学和低维效应到结构-性质关系、各种制造方法和组装技术,以及原子和界面结构的表征,讨论了低维材料研究的各个领域。 欢迎读者扫描下方二维码了解详情。
在著名的科幻小说《三体》中,有许多令人震撼的奇想。其中最让人印象深刻的莫过于一种名为“二向箔”的宇宙规律武器,能够进行所谓的“降维打击”,将三维空间压缩成二维平面,消灭其中的文明世界。
“二向箔”虽然是科幻想象,也巧妙地点出了维度是物质的重要基本属性。现实世界中,低维材料具有与维度密切相关的奇异性质,是当前凝聚态物理和材料科学的研究前沿。所谓低维材料是以至少一个方向上为原子到纳米尺度的量子点、纳米晶、纳米线、纳米管、石墨烯、石墨炔及其他二维材料等为基本单元构筑的新兴材料体系。低维材料主要包括零维、一维和二维结构,以及以低维结构为基本单元构筑的复合结构、组装体和功能器件。低维材料研究以量子力学为基础,在从原子到宏观尺度的多层次、多耦合的复杂体系中,研究维度与尺度效应,建立结构-物性关联,设计、生长和加工低维材料与结构,构建功能器件。
由于低维材料晶体结构的特异性,低维度材料展现出非常奇特的物理、化学特性。更深入地探索和利用低维度、小尺度上更精妙的物理原理,利用低维材料独特的结构和优异性质,实现更高效的器件和新的功能,使得低维材料在能源、信息、健康领域有着广阔的应用前景,从而解决人类面临的重大挑战。
图书介绍
《低维材料:从基本原理到实际应用》(Low Dimensional Materials: Bridging the Fundamental Principles to Practical Applications)阐述了低维材料的理论基础;介绍了低维材料的结构特点、表征方法,以及自下而上制备与组装和自上而下加工的结构控制策略;考察了低维材料的力学、电学、磁学、热学、 化学和光学性质,以及其维度、尺度和耦合效应;系统梳理了低维材料与器件的应用优势、现状和挑战;在总结低维材料科学与应用中已取得巨大成就的基础上,对尚存难题、发展极限和突破方向进行了展望。
作为一本综合性介绍低维材料的专著,本书采用“自下而上”的编写方法,以量子力学、热力学和低维系统中的能量传输为坚实基础。适合从事低维材料科学研究与开发的科研人员、高等学校相关专业师生以及科研院所和企业专业技术人员参考。
《低维材料:从基本原理到实际应用》
(Low Dimensional Materials: Bridging the Fundamental Principles to Practical Applications)
内容速览
低维材料的理论基础
低维材料的独特结构
低维材料的制备与结构控制
低维材料的结构表征
低维材料的力学、电学、磁学、热学、化学和光学性质
低维材料在信息、能源和健康等领域中的应用
低维材料的进展、挑战和展望
作者介绍
成会明
中国科学院院士、发展中国家科学院院士;中国科学院深圳先进技术研究院 碳中和技术研究所所长;兼任深圳理工大学材料科学与能源工程学院荣誉院长;中国科学院金属研究所先进炭材料研究部主任
成会明于1984年在湖南大学获工学学士学位,1992年在中国科学院金属研究所获工学博士学位。主要从事新型储能材料与器件、太阳能转化材料、碳纳米管、石墨烯及其他二维材料等的研究与开发。曾获国家自然科学奖二等奖(4项)、何梁何利科技进步奖、国防科技进步二等奖、美国碳学会Pettinos奖、德国Felcht奖、美国ACS Nano讲座奖等;在学术刊物上已发表论文900多篇(H因子172),同时是化学、材料、环境与生态学三个领域的国际高被引科学家;获授权专利300余项,以自有技术发起成立了多家新材料和新能源相关的高技术企业;现任著名国际学术期刊《Energy Storage Materials》(储能材料)创刊主编。
汤代明
日本物质材料研究机构(NIMS)研究员,筑波大学数理物质系准教授。2004年在湘潭大学获工学学士学位,2010年在中国科学院金属研究所获工学博士学位。主要从事碳纳米管分子结器件、纳米力学、原位电子显微学等方面的研究。主要研究成果包括碳纳米管手性改造、单分子结晶体管等,在Science、Science Advances、Nature Reviews Electrical Engineering、PNAS等国际刊物上发表论文120余篇,H因子为54。
邹小龙
邹小龙于2006年和2011年分别获得清华大学物理学学士和凝聚态物理学博士学位。2011-2016年在美国莱斯大学从事博士后研究。2016年加入清华大学深圳国际研究生院工作。研究方向集中于低维材料的生长机制、自旋和光学性质调控和器件设计的理论模拟。迄今在Chemical Review, Nature Materials, Nature Communications, Advanced Materials等国际期刊上发表学术论文120余篇,H因子59,入选2023年科睿唯安“高被引学者”。以唯一作者撰写专著《低维体系的计算材料学》(共55万字)。
张莉莉
中国科学院金属研究所研究员。2014年获得中国科学院大学博士学位,2014-2017年在丹麦技术大学电镜中心从事博士后研究,2017年回国工作。主要致力于碳纳米管等纳米碳材料制备机理的原位透射电镜研究、碳纳米管的可控制备、其它低维材料热催化反应机理的原位研究等,目前已发表SCI论文60余篇,他引6000余次。
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