納米材料熱傳導 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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段文暉，張剛 著

圖書標籤:

• 納米材料
• 熱傳導
• 材料科學
• 物理學
• 傳熱學
• 納米技術
• 熱物性
• 微尺度熱傳輸
• 界麵熱阻
• 能源材料

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030511379

版次：01

商品編碼：12117054

包裝：平裝

叢書名： 21世紀理論物理及其交叉學科前沿叢書

開本：32開

齣版時間：2017-01-01

頁數：392

正文語種：中文

內容簡介

低維納米材料，如納米管，納米綫和石墨烯等材料是目前國際上的研究熱點。在納米器件的實際應用中，溫度控製是一個的重要課題。此外，聲子是晶格振動産生的準粒子，其在低維體係中的輸運行為與宏觀體係有著很大的區彆，錶現齣很多有趣的現象。因此係統介紹納米材料中的聲子熱傳導具有基礎研究意義以及實際應用的價值。本書針對這一熱點問題，係統介紹一維、二維納米材料的熱傳導性質，並詳細闡述常用的理論、計算及實驗研究方法。

目錄

序
前言

第1章 晶格振動與熱傳導的基本理論
1.1 晶格振動的經典理論
1.1.1 一維單原子鏈
1.1.2 一維雙原子鏈
1.2 晶格振動的量子理論
1.2.1 聲子的概念
1.2.2 品格比熱
1.3 熱導率
1.3.1 聲子熱導和傅裏葉定律
1.3.2 電子熱導
1.3.3 熱電勢
1.4 一維簡諧格點模型
1.5 一維非簡諧格點模型
參考文獻

第2章 二維材料的基本物理性質
2.1 石墨烯的基本物理
2.2 過渡金屬二硫族化閤物
2.3 黑磷
2.4 其他二維材料
2.4.1 矽烯
2.4.2 鍺烯
2.4.3 锡烯
2.4.4 二維氮化硼以及硼氮碳雜化材料
2.4.5 二維硒化鎵
參考文獻

第3章 一維材料熱傳導
3.1 納米管
3.1.1 碳納米管的高熱導率和尺寸效應
3.1.2 碳納米管中的反常熱擴散.
3.1.3 影響碳納米管熱導率的因素
3.1.4 納米管與熱整流
3.2 納米綫
3.2.1 幾何效應對熱輸運的影響
3.2.2 納米綫中的散射機製
3.2.3 同軸納米綫中的共振效應
3.3 一維高分子聚閤物
3.4 本章小結
參考文獻

第4章 二維材料熱傳導特性
4.1 石墨烯
4.1.1 石墨烯的熱導率
4.1.2 影響石墨烯熱導率的因素
4.1.3 應用
4.2 二硫化鉬的熱性質
4.2.1 二硫化鉬聲子譜
4.2.2 單層二硫化鉬的熱導率
4.2.3 模式貢獻及與石墨烯的比較
4.3 磷烯的品格熱導
4.3.1 磷烯的聲子性質.
4.3.2 磷烯的各嚮異性熱導率.
4.3.3 勢函數.
4.4 其他二維材料
4。4.1 氮化硼熱導率
4.4.2 矽烯材料熱性質
參考文獻

第5章 聲子非平衡格林函數方法
5.1 量子熱輸運
5.1.1 熱輸運：從經典到量子
5.1.2 量子熱導
5.2 聲子非平衡格林函數方法
5.2.1 聲子哈密頓量與簡諧近似
5.2.2 聲子熱流
5.2.3 局域聲子熱流
5.2.4 錶麵格林函數
5.2.5 聲子態密度
5.2.6 聲學求和規則與聲學支
5.2.7 聲子與電子格林函數方法的對比
5.3 聲子NEGF方法的應用
5.3.1 一維原子鏈
5.3.2 NEGF數值計算
5.3.3 實際體係的NEGF計算
5.4 本章小結
附錄
A.1 Dyso11方程.
A.2 小於自能函數
A.3 式(5.2.5 2)積分核的對稱性
參考文獻

第6章 分子動力學方法
6.1 分子動力學簡介
6.2 基本原理與模擬流程
6.2.1 基本概念
6.2.2 分子動力學模擬流程
6.2.3 勢函數
6.2.4 數值積分算法
6.2.5 量子修正
6.3 熱導率計算方法
6.3.1 非平衡態模擬.
6.3.2 衡態模擬
6.4 聲子相關性質計算
6.4.1 聲子態密度
6.4.2 聲子色散關係
6.4.3 聲子參與率
6.4.4 聲子群速度
6.4.5 聲子弛豫時間
參考文獻

第7章 玻爾茲曼方程輸運計算
7.1 晶格振動的基本屬性
7.1.1 聲子散射
7.1.2 第一性原理計算
7.2 聲子玻爾茲曼輸運方程
7.2.1 綫性化聲子玻爾茲曼方程
7.2.2 迭代求解聲子玻爾茲曼方程
7.2.3 Callaway模型
7.3 數值計算中的問題和處理
7.3.1 獨立三階力常數
7.3.2 三階力常數求和規則
7.3.3 □函數的處理
7.4 示例
7.4.1 GaN
7.4.2 復雜材料sk11tterudites
7.4.3 二維MoS2
7.4.4 閤金
7.4.5 納米綫
7.5 存在的挑戰和展望
參考文獻

第8章 散射矩陣方法在聲子熱傳導方麵的應用
8.1 低維量子結構中聲子熱輸運
8.2 理論與計算方法
8.2.1 彈性波理論
8.2.2 散射矩陣方法
8.2.3 朗道熱輸運理論
8.3 低維量子結構中低溫彈性熱輸運性質研究
8.3.1 二維量子結構中彈性熱輸運性質研究
8.3.2 三維量子結構中彈性熱輸運性質研究
8.3.3 六支低階振動模的熱輸運性質研究
8.3.4 含缺陷量子結構中低溫熱輸運性質的對比研究
8.4 總結
參考文獻

第9章 聲子熱傳導的模型研究
9.1 Kleme11s熱傳導模型
9.2 Callaway模型
9.3 石墨烯條帶熱導率
9.4 空位缺陷效應
參考文獻

第10章 非平衡聲子輸運的數學模型
10.1 玻爾茲曼輸運方程的推導及數學結果
10.2 傅裏葉定律
l0.3 熱導率：傅裏葉定律和非傅裏葉定律
10.3.1 擴散尺度
10.3.2 雙麯尺度
10.3.3 中間尺度
參考文獻

第11章 低維材料熱傳導測量技術及實驗進展
11.1 懸空微橋法
11.1.1 懸空微橋法背景.
11.1.2 懸空微橋法測量原理
11.1.3 懸空器件加工過程
11.1.4 懸空微橋法測量極限及誤差分析
11.1.5 懸空微橋法發展現狀
11.1.6 電子束自加熱法
11.2 拉曼測量法
11.2.1 拉曼測量二維材料熱導率
11.2.2 拉曼法測量一維材料熱導率
11.2.3 誤差分析
11.2.4 雙激光拉曼法
11.3 311法.。.
11.3.1 3w法用於塊體材料測量
11.3.2 3w法用於薄膜材料測量
11.3.3 3w法用於一維材料測量
11.3.4 測量電路
11.4 時域熱反射法
11.4.1 時域熱反射法實驗裝置
11.4.2 TDTR測量原理
11.4.3 TDTR溫度模型
11.5 熱掃描探針法
11.5.1 SThM基本原理
11.5.2 SThM探針類型
11.5.3 SThM測量模式
11.5.4 SThM熱傳遞通道分析
11.5.5 SThM的應用
11.6 有限元模擬法
11.6.1 物理模型
11.6.2 器件製備
11.6.3 模擬求解
11.6.4 誤差分析
11.7 其他測量方法
11.7.1 四電極自加熱法
11.7.2 “T”型短綫法
11.8 實驗進展
11.8.1 熱導率尺度效應
11.8.2 熱導率同位素效應
11.8.3 聲子學元器件
11.8.4 熱導率與聲子平均自由程
11.8.5 近場輻射
參考文獻

第12章 量子主方程方法
12.1 開放量子體係與熱輸運
12.1.1 開放量子體係
12.1.2 約化密度矩陣
12.2 量子主方程方法
12.2.1 Redfield量子主方程的推導
12.2.2 量子主方程的求解
12.2.3 熱輸運的計算
12.3 量子主方程的應用
12.3.1 聲子熱傳導
12.3.2 電子熱傳導
12.4 量子主方程方法的總結
參考文獻

第13章 新型熱功能器件
13.1 熱二極管
13.2 熱三極管和邏輯門
13.3 聲子計算機
13.4 熱屏蔽技術
參考文獻
索引
彩圖

深入探索：現代物理學中的前沿研究與應用 圖書名稱： 現代物理學中的前沿研究與應用 內容提要： 本書旨在全麵、深入地探討當代物理學領域內最活躍、最具突破性的幾個前沿方嚮，並係統闡述這些基礎研究成果在現代工程技術和尖端産業中的實際應用。本書的受眾定位為物理學、材料科學、電子工程、化學工程等相關專業的本科高年級學生、研究生以及科研工作者。我們力求在保證理論深度和嚴謹性的同時，通過大量詳實的案例和圖示，使復雜的物理概念易於理解和掌握。 全書共分為五個主要部分，涵蓋瞭從量子信息、凝聚態物理的非傳統範疇到高能物理的最新進展，以及跨學科應用中的關鍵技術。 --- 第一部分：量子信息與計算的基石 本部分聚焦於構建下一代信息技術的理論框架——量子力學在信息處理中的革命性潛力。 第一章 量子比特的物理實現與操控： 詳細剖析瞭當前主流的量子比特平颱，包括超導電路（Transmons, Flux Qubits）、囚禁離子（Trapped Ions）、中性原子陣列（Neutral Atoms）以及拓撲量子比特的設計原理、退相乾機製的抑製方法和高精度操控技術。重點討論瞭如何通過精密的微波脈衝序列和激光冷卻技術實現量子門的精確操作，並分析瞭不同平颱在可擴展性與保真度之間的權衡。 第二章 量子糾錯與容錯計算： 深入講解瞭量子信息領域最核心的挑戰之一——如何應對環境噪聲導緻的錯誤。本書係統介紹瞭錶麵碼（Surface Code）、牛津碼（Steane Code）等主要的量子糾錯碼的代數結構和物理實現路徑。通過構建邏輯量子比特（Logical Qubit）的層級結構，詳細推導瞭實現容錯量子計算所需的物理比特閾值要求及其對硬件穩定性的限製。 第三章 量子傳感與精密測量： 探討瞭利用量子疊加態和糾纏現象實現的超越經典極限的測量精度。內容涵蓋瞭原子鍾的最新進展、基於NV色心的磁場測量技術，以及在引力波探測和地質勘探中應用量子態乾涉儀的原理與設計規範。特彆關注瞭如何將量子噪聲抑製技術（如Squeezed Light）引入到高靈敏度傳感器的設計中。 --- 第二部分：先進凝聚態物理中的新奇物態 本部分關注在極端條件下或特殊結構中湧現齣的宏觀量子現象和新型電子態。 第四章 拓撲絕緣體與半金屬： 詳盡闡述瞭拓撲不變量在分類材料能帶結構中的作用。從2D的Chern絕緣體到3D的Weyl半金屬和Dirac半金屬，係統梳理瞭其費米麵附近的特殊綫性色散關係。重點分析瞭其錶麵或邊界態的保護機製（時間反演對稱性、手性對稱性），並討論瞭如何通過界麵工程和應力調控來開啓或關閉拓撲相。 第五章 莫爾關聯電子係統： 深入研究瞭由兩層或多層二維材料（如石墨烯、二硫化鉬）以小角度堆疊而形成的周期性莫爾超晶格中的物理現象。詳細分析瞭Moiré Potential的形成及其對電子能帶的重構效應，特彆是“魔角”石墨烯中齣現的超導性和關聯電子效應的微觀機理。本書提供瞭基於有效哈密頓量的理論建模方法。 第六章 強關聯電子係統的復雜行為： 探討瞭在電子-電子相互作用遠強於電子-晶格相互作用時的物理現象。內容包括費米液體理論的失效、荷西姆特爾（Mott-Hubbard）絕緣體、電荷密度波（Charge Density Waves, CDW）的形成與相變，以及非古典型金屬（Strange Metals）的輸運性質。 --- 第三部分：能源轉換與催化：界麵效應的精確調控 本部分將物理學原理應用於解決可持續能源和環境化學中的實際問題，重點關注固-液或固-氣界麵的動態過程。 第七章 燃料電池與電化學反應動力學： 側重於電催化劑的活性位點識彆和反應機理研究。利用先進的in-situ和operando錶徵技術（如同步輻射X射綫吸收譜），追蹤電化學反應過程中催化劑錶麵的結構弛豫和氧化還原態變化。分析瞭氧還原反應（ORR）和析氫反應（HER）在不同載體材料上的動力學限製因素。 第八章 光捕獲與電荷分離在光催化中的應用： 探討瞭如何設計具有理想能帶結構和有效電荷分離界麵的半導體光催化劑。詳細介紹瞭導帶底和價帶頂的精確調控策略，以實現對可見光的高效吸收。重點分析瞭光生電子-空穴在半導體/溶液界麵上的復閤速率，以及如何通過構建異質結來延長載流子壽命，提高光催化産氫或二氧化碳還原的量子效率。 第九章 熱電材料的輸運特性： 闡述瞭熱電效應（塞貝剋效應）的物理基礎，即溫差轉化為電能的效率。本書詳細分析瞭電導率、熱導率和塞貝剋係數之間的相互製約關係。重點介紹瞭一種新型的“玻璃化”晶體結構設計思路，旨在通過引入晶格振動散射（聲子玻璃/電子晶體）來有效降低晶格熱導率，同時保持較高的電學性能，從而提高熱電優值（ZT）。 --- 第四部分：高能物理實驗與宇宙學新發現 本部分聚焦於粒子物理學和宇宙學領域的最新實驗結果及其對標準模型的檢驗與拓展。 第十章 希格斯物理學的後續研究： 在確認希格斯玻色子質量之後，本章討論瞭對希格斯耦閤常數進行高精度測量的實驗方案。重點分析瞭大型強子對撞機（LHC）升級後對希格斯自耦閤（Higgs Self-Coupling）的探測挑戰，以及未來對新物理（如超對稱性或額外的維度）可能間接影響希格斯衰變模式的搜索策略。 第十一章 暗物質與暗能量的實驗探測： 係統總結瞭目前主流的暗物質間接探測（如宇宙射綫中的異常信號）、直接探測（如液氙或鍺晶體探測器）和對輕量級暗物質的搜尋進展。同時，對暗能量的本質進行瞭物理學探討，包括對修改引力理論（f(R)引力）的觀測約束和對早期宇宙暴脹模型的檢驗。 --- 第五部分：軟物質物理與生物物理的交叉 本部分探索復雜體係中的自組織行為和跨尺度的相互作用。 第十二章 活性物質（Active Matter）的動力學： 研究由自身消耗能量驅動的係統，如細菌群、肌動蛋白絲網絡或人工微驅動粒子。本書應用非平衡統計力學方法，描述瞭這些係統中的集體運動、相分離和非平衡相變（如渦鏇動力學和自組織流體紋理）。 第十三章 生物膜與脂質體的力學響應： 從物理學角度分析瞭細胞膜的流變學特性和機械穩定性。內容包括膜的彎麯剛度（Bending Rigidity）、麯率誘導的蛋白質插入機製，以及受外部剪切力或滲透壓作用下膜拓撲結構的變化。 本書通過對這些跨越微觀、介觀到宏觀尺度的前沿領域的深入剖析，為讀者構建瞭一個當代物理學正在發生深刻變革的全麵圖景。

評分☆☆☆☆☆

這本《納米材料熱傳導》真是一本令人著迷的書，它像一扇窗，讓我得以窺探那個我們肉眼無法觸及卻又無處不在的納米世界。作者的敘述風格相當的嚴謹，但又不失邏輯的嚴密性，仿佛是一位技藝精湛的建築師，將復雜的科學理論一一搭建起來，展現齣令人嘆為觀止的宏偉藍圖。書中深入淺齣地講解瞭熱量在納米材料中的獨特傳遞機製，特彆是“聲子輸運”的概念，讓我對熱力學有瞭全新的理解。以往我們總認為熱量是連續流動的，但在這本書裏，我瞭解到在納米尺度下，熱量是以離散的“聲子”為基本單元進行傳遞的，而這些聲子的行為模式，受到納米結構尺寸、錶麵粗糙度、以及不同材料界麵等多種因素的強烈影響。書中的圖錶和示意圖非常豐富，它們有效地輔助瞭文字的闡述，幫助我更直觀地理解那些抽象的概念，例如，通過對比不同納米結構下的聲子散射示意圖，我能清晰地看到尺寸減小如何加劇瞭聲子的散射，從而降低瞭材料的熱導率。這本書讓我深刻體會到，材料的宏觀性質，往往是由其微觀結構和物理機製所決定的，而納米材料正是這種“微觀決定宏觀”的極緻體現。

評分☆☆☆☆☆

我最近閱讀瞭一本名為《納米材料熱傳導》的書，這本書對我來說，與其說是一本科普讀物，不如說是一次深刻的智力冒險。作者在書中展現瞭一種非常獨特的學術視角，他並沒有僅僅停留在對現有理論的復述，而是試圖通過一種更具哲學思辨的方式，引導讀者去思考“熱”這個最基本物理概念在極端尺度下的演變。書中對“界麵”這個概念的強調，令我印象尤為深刻。在宏觀世界，我們很少會去關注材料的界麵，但一旦進入納米尺度，界麵效應就變得至關重要，它能夠極大地影響甚至改變材料的整體熱傳導性能。作者通過詳細的案例分析，展示瞭如何通過設計和調控材料的界麵，來達到預期的高效隔熱或導熱效果，這對於諸如電子器件散熱、新能源材料開發等前沿領域，具有極其重要的指導意義。我尤其欣賞作者在處理復雜科學問題時所錶現齣的冷靜與洞察力，他不會急於給齣結論，而是循序漸進地引導讀者去探索，去發現，最終形成自己獨立的見解。這本書拓展瞭我對物理世界邊界的認知，讓我意識到，即使是看似簡單的“熱”，在不同的尺度下，也蘊藏著如此豐富而深刻的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

最近接觸瞭一本關於“納米材料熱傳導”的書，雖然我不是這個領域的專業人士，但這本書的內容著實讓我耳目一新，也促使我開始思考一些宏觀世界之外的微觀物理現象。書裏描繪的納米世界，其熱量傳遞的方式與我們日常生活中熟悉的傳導、對流、輻射截然不同，仿佛進入瞭一個全新的維度。作者通過生動形象的比喻，將那些復雜的理論變得易於理解，比如將聲子（熱量在晶格中的傳遞單元）比作微小的“能量信使”，在納米尺度下，這些信使的行為模式發生瞭根本性的改變，它們的“行程”被極大地縮短，甚至會發生“碰撞”和“散射”，從而影響瞭整體的熱量傳遞效率。我尤其對書中關於“尺寸效應”的探討印象深刻，書中解釋瞭為什麼當材料尺寸縮小到納米級彆時，其熱導率會發生顯著變化，這背後的物理機製，如界麵散射、電子-聲子耦閤等，在書中都有詳細的闡述，雖然我無法完全深入理解每一個公式和推導，但作者試圖建立的直觀感受，讓我對這個微觀世界的奇妙運作有瞭一個初步的認識。這本書不僅僅是關於科學知識的堆砌，更像是一場引導讀者進行思維探索的旅程，它挑戰瞭我固有的認知，讓我開始對材料的屬性與結構之間的關係産生更深層次的思考。

評分☆☆☆☆☆

翻閱《納米材料熱傳導》這本書，我仿佛置身於一個充滿挑戰和機遇的科研前沿。作者在書中展現瞭一種極其務實的研究態度，他沒有迴避納米材料熱傳導研究中存在的種種難題，反而通過深入的分析和探討，為讀者呈現瞭一個真實而立體的科研圖景。書中對實驗方法和理論模型的介紹，既嚴謹又不失可讀性，使得即便是非專業人士，也能大緻理解研究人員是如何探索這個微觀世界的。我尤其對書中關於“熱電材料”的討論很感興趣，這類材料能夠將熱能與電能相互轉化，而其核心機製就與納米材料的熱傳導特性緊密相關。作者詳細闡述瞭如何通過調控納米結構的尺寸、形貌以及界麵特性，來優化材料的熱電性能，這對於開發高效的能量收集和利用技術，具有劃時代的意義。書中還提及瞭一些最新的研究進展和未來的發展方嚮，這讓我感受到納米材料熱傳導領域蘊含著巨大的潛力和廣闊的應用前景。總而言之，這本書不僅僅是知識的傳播，更是一種思想的啓迪，它讓我看到瞭科學研究的嚴謹與創新，也讓我對未來科技的發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本《納米材料熱傳導》給我帶來瞭一場前所未有的閱讀體驗。作者以一種近乎詩意的筆觸，描繪瞭納米材料中熱量傳遞的奇妙景象。書中的語言不像傳統的科技書籍那樣枯燥乏味，反而充滿瞭想象力和探索精神。我仿佛看到無數微小的“聲子”在納米通道中穿梭、碰撞，它們時而歡快地傳遞能量，時而又被無形的“牆壁”阻擋，展現齣一幅幅生動的微觀畫捲。作者在解釋聲子輸運的物理機製時，大量運用瞭類比和比喻，比如將納米材料的結構比作復雜的迷宮，而聲子就是其中迷失方嚮的探險者，它們的每一次“轉彎”和“碰撞”，都與宏觀的熱傳導性能息息相關。讓我驚嘆的是，書中對“熱阻”這個概念的解讀，它不再僅僅是一個冰冷的物理量，而被賦予瞭“能量的障礙”這樣的形象描述，讀者可以通過作者的描述，清晰地感受到熱量在納米尺度下所遭遇的重重阻礙。這本書不僅僅是一本關於納米材料熱傳導的書，更是一次對物質世界微觀運行規律的浪漫探索，它激發瞭我對科學的好奇心，也讓我對那些隱藏在日常現象背後的深層原理産生瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

好好學習看看

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很給力，專業

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好好學習看看

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不錯~~~~~~~~~~~~~~

評分☆☆☆☆☆

這個京東快遞員比較懶，這麼多書籍沒有送貨入門。

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很給力，專業

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好書，摺扣不夠多

評分☆☆☆☆☆

好好學習看看

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商品質量很好，快遞很快，在京東上買東西很放心。