纳米热力学理论

　　《纳米热力学理论》介绍纳米尺度下材料生长与相变及纳米材料表（界）面能的热力学理论，统称为“纳米热力学理论”，主要包括：发展了普适性的纳米结构表（界）面能的热力学解析表达，揭示了由表（界）面诱导的系列纳米尺度效应；发展了普适性的纳米尺度下亚稳相生长与相变的热力学理论并应用于典型亚稳相如金刚石合成，澄清了若干在亚稳材料制备中长期有争议的基本科学问题；将发展的纳米热力学理论拓展到多种维数纳米结构生长并应用于纳米材料生长的理论设计，为材料科学家跨过“炒菜”方式的制备研究，有目的地探索新纳米材料提供了理论工具。

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目录
序
**篇 纳米结构表（界）面能的热力学理论
第1章 引言 3
第2章 具有正*率纳米结构的表（界）面能 4
2.1 纳米多层膜的表（界）面能 4
2.2 二元互不相溶金属多层膜的界面异常扩散 9
2.3 纳米晶的表面能 14
2.4 纳米晶的异常表面硬化 20
2.5 纳米线的表面能与熔化 25
参考文献 31
第3章 具有负*率纳米结构的表（界）面能 38
3.1 负*率纳米结构的概念 38
3.2 负*率纳米结构材料 39
3.3 表（界）面能的**理论 40
3.4 表（界）面能的纳米热力学 41
参考文献 44
第4章 纳米空洞的表面能 49
4.1 纳米空洞的定义 49
4.2 纳米空洞表面能的热力学理论 50
4.3 表面能诱导的尺寸效应 52
4.4 纳米空洞非线性收缩 55
4.5 纳米空洞的相变：过热现象 57
4.6 纳米空洞的水槽效应 60
参考文献 65
第5章 纳米管的表面能 69
5.1 纳米管的定义 69
5.2 纳米管内外表面能的热力学理论 70
5.3 表面能导致的新力学效应 72
5.4 纳米多孔结构材料的力学特性 75
参考文献 80
第6章 壳-核纳米结构的表面能 84
6.1 壳-核纳米结构的定义 84
6.2 壳-核纳米结构表面能的热力学理论 85
6.3 自发界面合金化的热力学 86
6.4 自发界面合金化的动力学 87
6.5 金/银二元金属系统 88
参考文献 90
第7章 结论 93
第二篇 亚稳纳米相成核与相变的热力学理论
第8章 引言 97
参考文献 98
第9章 纳米热力学的基本概念及相关理论 101
9.1 基本概念 101
9.2 Hill纳米热力学理论 102
9.3 Tsallis纳米热力学理论 104
参考文献 105
第10章 亚稳纳米相成核的热力学理论 109
10.1 **成核热力学 109
10.2 拉普拉斯-杨方程在纳米相结构稳定性中的应用 112
10.3 不稳定相区中亚稳相成核的热力学平衡相图 114
参考文献 118
第11章 金刚石在不稳定相区成核的热力学描述 121
11.1 化学气相沉积金刚石薄膜 121
11.2 化学气相沉积中金刚石成核的纳米热力学分析 122
11.3 碳化物水热合成和还原过程中的金刚石生长 126
11.4 金刚石纳米线在纳米管内的生长 130
参考文献 134
第12章 立方氮化硼在不稳定相区成核的热力学描述 139
12.1 化学气相沉积中立方氮化硼的热力学分析 139
12.2 高温高压超临界流体中的立方氮化硼成核 143
参考文献 149
第13章 结论 154
第三篇 纳米材料生长的热力学理论
第14章 引言 157
参考文献 158
第15章 气相外延生长量子点 161
15.1 量子点的形成和稳定性 161
15.2 量子点的形貌演化 169
15.3 图案化衬底上量子点的生长 176
15.4 多层系统中量子点的生长 183
15.5 量子点的组分分布 190
15.6 量子点自组装的动力学模型 193
参考文献 196
第16章 液滴外延生长量子环 208
16.1 量子环形成的成核热力学 209
16.2 量子环形成的生长动力学 210
16.3 量子环形成的动力学模拟 212
参考文献 215
第17章 纳米线成核和生长的热力学 218
17.1 纳米线成核的热力学和动力学理论 218
17.2 纳米线生长的热力学和动力学模型 222
17.3 尺寸依赖的纳米线形貌演变 226
17.4 核-壳结构纳米线异质结构生长的热力学 232
参考文献 236
第18章 统计力学和量子力学框架内的热力学理论 240
18.1 量子点外延生长中浸润层的热稳定性 240
18.2 纳米线生长方向的温度依赖 244
参考文献 249
第19章 结论 252
附录 研究组发表的纳米热力学理论论文目录 254
后记 258