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纳米科学技术及应用
作者：袁哲俊，杨立军 著
出版社：哈尔滨工业大学出版社
出版时间：2019-09-01
ISBN：9787560383606
定价：¥168.00
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内容简介
纳米科学技术是近年来飞跃发展的一门新兴科学，本书全面系统地阐述了纳米科学技术及应用，主要内容包括：扫描探针式显微镜；纳米材料；纳米级精密测量技术；纳米级超精密加工；纳米级表层物理力学性能检测和纳米摩擦学；纳米电子学；微机械和微机电系统及其制造技术。本书内容丰富，不仅系统地讲述了纳米科学技术的基础原理和技术，同时还介绍了纳米科技的*新发展和成就。本书可作为相关专业科研人员的重要参考书，也可作为机械类专业研究生和本科生的教材。
作者简介
袁哲俊 1926年生，江苏宝山（今属上海市）人。哈尔滨工业大学教授，机械制造学科首批博士生导师，哈尔滨工业大学机械制造学科的创始人之一，国务院学位委员会第二届学科评议组成员。曾被评选为哈尔滨市第一届人民代表大会代表；全国先进工作者，并出席全国先进工作者代表大会；航天部有突出贡献专家。1948年毕业于交通大学机械系，1952年毕业于哈尔滨工业大学研究生班。曾任机械工业部工具研究所副所长，全国机械制造专业教学指导委员会副主任兼切削组组长，全国高校切削与先进制造技术研究会理事长等。我国著名的刀具专家，长期致力于金属切削、刀具、精密加工方面的教学和研究工作，在刀具和超精密加工领域具有很深厚的学术造诣。从教50多年来，承担并完成了大量的教学和科研工作，取得了丰硕的成果：正式出版教材、学术著作、手册等15部；发表学术论文600余篇；完成多项科研课题，其中获国家科技进步奖三等奖1项，省部级科技进步奖一等奖2项，省部级科技进步奖二等奖4项，省部级三等奖和其他科技奖项12项；培养博士生56人，硕士生50人，博士后5人。 杨立军，1972年生，辽宁建平人。哈尔滨工业大学机电工程学院教授，博士生导师。中国宇航学会光电技术委员会委员、中国微米纳米技术学会高级会员、中国微米纳米技术学会微纳机器人分会理事，国家重点研发计划项目负责人，教育部学位中心论文评阅人。主要从事微纳制造、激光制造、机械制造及光机电一体化装备的研究工作，先后主持承担国家重点研发计划、自然科学基金重点项目、863计划项目、国防基础科研项目、国家数控重大专项项目及一批省部级重点项目和国际合作项目，获省部级二等奖4项，发表SCI、EI检索的学术论文60余篇，出版专著和教材5部，获授权发明专利12项。
目录
第 1章 纳米科学技术概述 1
1．1 纳米科学技术的特点 2
1．2 纳米科学技术的发展 2
1．3 发展纳米科学技术的理论基础 7
1．4 发展纳米科技的重要性和各国纳米科技的发展情况 12
复习思考题 26
参考文献 26
第 2章 探针式显微镜 28
2．1 探针式显微镜发明前微观表面形貌检测技术的发展 29
2．2 扫描隧道显微镜 37
2．3 原子力显微镜 57
2．4 其他扫描探针显微镜 82
2．5 光子扫描隧道显微镜和近场光学扫描显微镜 84
复习思考题 87
参考文献 87
第3章 纳米材料 90
3．1 纳米材料的发展与纳米材料定义 91
3．2 纳米颗粒(微粉)材料 93
3．3 纳米微粒材料(零维纳米材料)的制造技术 106
3．4 纳米薄膜材料 118
3．5 纳米块体材料 123
3．6 原子团簇 131
3．7 碳纳米管 137
3．8 纳米复合材料 161
复习思考题 167
参考文献 167
第4章 纳米级精密测量技术 169
4．1 纳米级的尺寸精度和位移的测量方法 170
4．2 纳米级精度的多维尺寸测量 175
4．3 纳米级表面形貌和粗糙度的测量 177
4．4 超精密测量的环境条件 182
4．5 提高三维测量系统测量精度需注意的问题 186
复习思考题 190
参考文献 190
第5章 纳米级超精密加工和原子操纵技术 191
5．1 纳米级加工的物理实质和特点 192
5．2 超精密机械加工技术 194
5．3 纳米切削的分子动力学模拟 199
5．4 三束加工技术 203
5．5 原子与近原子尺度制造 212
5．6 碳纳米管互连技术 228
5．7 原子操纵技术的发展和操纵机理的探析 238
复习思考题 240
参考文献 241
第6章 纳米级表层物理力学性能检测和纳米摩擦学 244
6．1 纳米级表层物理力学性能的显微力学探针检测法 245
6．2 材料极薄表层物理力学性能的实际检测 251
6．3 纳米摩擦学的提出 259
6．4 纳米摩擦学研究使用的实验测试仪器 261
6．5 纳米级摩擦副材料和摩擦表面形态 267
6．6 边界润滑与分子膜 272
6．7 薄膜润滑 283
6．8 平滑界面的微摩擦形态 291
6．9 纳米摩擦学的分子动力学模拟 303
复习思考题 305
参考文献 305
第7章 纳米电子学 307
7．1 概述 308
7．2 从微电子技术到纳米电子技术的发展 309
7．3 量子电子器件的主要特征 316
7．4 量子电系统的基础元件 322
7．5 纳米级单电子晶体管 324
7．6 分子电子学和分子电子器件 330
7．7 原子电子器件 340
7．8 纳米电子器件的集成和量子计算机 344
7．9 三代电子器件的比较和纳米电子集成电路的探索 351
7．10 二维半导体材料纳米器件 354
复习思考题 365
参考文献 365
第8章 微机械和微机电系统 366
8．1 微机械和微机电系统的提出 367
8．2 微机械和微机电系统的理论基础 369
8．3 微机械常用的材料 377
8．4 微机械和微机电系统的技术基础 383
8．5 微传感器 393
8．6 微致动器 408
8．7 微型机器人 417
8．8 微型惯性仪表 424
8．9 微飞行器 438
8．10 微型卫星 454
复习思考题 463
参考文献 464
第9章 微机械和微机电系统的制造 466
9．1 微机械与微机电系统的制造技术简介 467
9．2 集成电路的制造过程简介 470
9．3 微机械器件的薄膜制造技术 474
9．4 光刻工艺中的曝光技术 478
9．5 光刻工艺中的刻蚀技术和立体光刻技术 490
9．6 LIGA技术 497
9．7 牺牲层工艺技术 508
9．8 微器件基板的键合技术 512
9．9 精密微机械加工和特种加工等在微机电系统制造中的应用 520
复习思考题 534
参考文献 535
附录 537
附录1 中国纳米科技至2050年的发展目标和可能取得的重要突破 537
附录2 中国至2050年纳米科技发展路线图 542
名词索引
1．1 纳米科学技术的特点 2
1．2 纳米科学技术的发展 2
1．3 发展纳米科学技术的理论基础 7
1．4 发展纳米科技的重要性和各国纳米科技的发展情况 12
复习思考题 26
参考文献 26
第 2章 探针式显微镜 28
2．1 探针式显微镜发明前微观表面形貌检测技术的发展 29
2．2 扫描隧道显微镜 37
2．3 原子力显微镜 57
2．4 其他扫描探针显微镜 82
2．5 光子扫描隧道显微镜和近场光学扫描显微镜 84
复习思考题 87
参考文献 87
第3章 纳米材料 90
3．1 纳米材料的发展与纳米材料定义 91
3．2 纳米颗粒(微粉)材料 93
3．3 纳米微粒材料(零维纳米材料)的制造技术 106
3．4 纳米薄膜材料 118
3．5 纳米块体材料 123
3．6 原子团簇 131
3．7 碳纳米管 137
3．8 纳米复合材料 161
复习思考题 167
参考文献 167
第4章 纳米级精密测量技术 169
4．1 纳米级的尺寸精度和位移的测量方法 170
4．2 纳米级精度的多维尺寸测量 175
4．3 纳米级表面形貌和粗糙度的测量 177
4．4 超精密测量的环境条件 182
4．5 提高三维测量系统测量精度需注意的问题 186
复习思考题 190
参考文献 190
第5章 纳米级超精密加工和原子操纵技术 191
5．1 纳米级加工的物理实质和特点 192
5．2 超精密机械加工技术 194
5．3 纳米切削的分子动力学模拟 199
5．4 三束加工技术 203
5．5 原子与近原子尺度制造 212
5．6 碳纳米管互连技术 228
5．7 原子操纵技术的发展和操纵机理的探析 238
复习思考题 240
参考文献 241
第6章 纳米级表层物理力学性能检测和纳米摩擦学 244
6．1 纳米级表层物理力学性能的显微力学探针检测法 245
6．2 材料极薄表层物理力学性能的实际检测 251
6．3 纳米摩擦学的提出 259
6．4 纳米摩擦学研究使用的实验测试仪器 261
6．5 纳米级摩擦副材料和摩擦表面形态 267
6．6 边界润滑与分子膜 272
6．7 薄膜润滑 283
6．8 平滑界面的微摩擦形态 291
6．9 纳米摩擦学的分子动力学模拟 303
复习思考题 305
参考文献 305
第7章 纳米电子学 307
7．1 概述 308
7．2 从微电子技术到纳米电子技术的发展 309
7．3 量子电子器件的主要特征 316
7．4 量子电系统的基础元件 322
7．5 纳米级单电子晶体管 324
7．6 分子电子学和分子电子器件 330
7．7 原子电子器件 340
7．8 纳米电子器件的集成和量子计算机 344
7．9 三代电子器件的比较和纳米电子集成电路的探索 351
7．10 二维半导体材料纳米器件 354
复习思考题 365
参考文献 365
第8章 微机械和微机电系统 366
8．1 微机械和微机电系统的提出 367
8．2 微机械和微机电系统的理论基础 369
8．3 微机械常用的材料 377
8．4 微机械和微机电系统的技术基础 383
8．5 微传感器 393
8．6 微致动器 408
8．7 微型机器人 417
8．8 微型惯性仪表 424
8．9 微飞行器 438
8．10 微型卫星 454
复习思考题 463
参考文献 464
第9章 微机械和微机电系统的制造 466
9．1 微机械与微机电系统的制造技术简介 467
9．2 集成电路的制造过程简介 470
9．3 微机械器件的薄膜制造技术 474
9．4 光刻工艺中的曝光技术 478
9．5 光刻工艺中的刻蚀技术和立体光刻技术 490
9．6 LIGA技术 497
9．7 牺牲层工艺技术 508
9．8 微器件基板的键合技术 512
9．9 精密微机械加工和特种加工等在微机电系统制造中的应用 520
复习思考题 534
参考文献 535
附录 537
附录1 中国纳米科技至2050年的发展目标和可能取得的重要突破 537
附录2 中国至2050年纳米科技发展路线图 542
名词索引
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