分子材料——光电功能化合物(第二版) 游效曾 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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游效曾 著

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• 化学
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• 材料科学
• 科学出版社
• 游效曾
• 第二版

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030412348

商品编码：26796722777

包装：平装

出版时间：2014-07-01

图书基本信息
图书名称	分子材料——光电功能化合物(第二版)	作者	游效曾
定价	180.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030412348	出版日期	2014-07-01
字数		页码
版次	2	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

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文摘

序言

聚焦前沿：光电子功能材料的理论、设计与应用 《光电子功能材料基础与前沿进展》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且紧跟时代脉搏的视角，审视当前光电子功能材料领域的理论基础、关键合成技术、结构-性能关系以及新兴应用方向。本书的内容组织严格围绕材料科学的核心逻辑展开，从微观层面的量子行为解析，到宏观尺度的器件集成与性能优化，构建起一个完整的知识体系框架。 第一部分：光电子功能材料的理论基石 本部分致力于夯实读者在理解光电子材料物理化学特性方面的理论基础。 第一章：凝聚态物理与半导体基础 详细阐述晶体结构对称性与能带理论的构建过程。重点探讨周期性势场中的电子行为，包括布洛赫定理的物理意义、有效质量概念的引入及其对载流子输运的影响。此外，深入分析了本征与非本征半导体中载流子的产生、复合机制，包括俄歇复合、辐射复合以及缺陷诱导的非辐射复合过程。对有效质量张量的描述，尤其是在非立方晶系中的应用，进行了详尽的数学推导和物理图像的阐释。 第二章：光吸收与激发态动力学 本章聚焦于光与物质相互作用的核心问题。系统回顾了光吸收的物理图像，从偶极矩近似到更高阶的相互作用。关键内容包括：激子的形成与特性（包括Frenkel激子和Wannier-Mott激子），激子在不同维度材料（如量子点、纳米线）中的量子限域效应及其对吸收光谱的影响。深入探讨了激发态的寿命、弛豫过程，如电子-声子散射、转动弛豫、能量转移（如FRET）的速率方程分析。特别关注了超快光谱技术（如飞秒瞬态吸收光谱）在揭示载流子动力学中的应用原理。 第三章：电荷传输与界面物理 电荷传输是光电器件工作效率的关键。本章详细分析了各种传输机制，包括漂移、扩散和陷阱辅助传输。对于有机半导体，重点讨论了分子堆积模式（如π-π堆积）如何影响跳跃导电性（Hopping Mechanism），并引入了Marcus理论来描述电荷转移的概率。在界面物理方面，阐述了肖特基接触的形成、能级对准（Band Alignment）的理论模型（如Schottky-Mott规则的局限性），以及界面态密度（Interface Trap Density）对器件性能的负面影响。 第二部分：关键材料体系的结构与性能 本部分将理论知识应用于具体的材料体系，剖析其结构设计如何决定功能实现。 第四章：无机光电功能晶体与薄膜 聚焦于传统的无机半导体材料，如钙钛矿氧化物（如TiO2, ZnO）和III-V族化合物（如GaAs, GaN）。详细分析了薄膜生长技术（如MOCVD, MBE）对晶体质量、取向和缺陷控制的精确度。着重讨论了缺陷工程，即如何通过控制点缺陷（空位、间隙原子）或线缺陷（位错）来调控载流子浓度和复合速率。对异质结的构建和能带失配的分析被提升到核心地位。 第五章：有机半导体材料的分子设计 本章侧重于有机小分子和聚合物的构筑单元。系统梳理了给体-受体（D-A）结构的设计原则，如何通过调整分子内电荷转移（ICT）特性来调控HOMO-LUMO能级。详细介绍了共轭骨架（如噻吩、芴、咔唑）的电子效应，以及侧链工程对溶解性、形貌和薄膜堆积的影响。讨论了如何通过引入重原子或手性结构来调控单线态/三线态的转化效率，为磷光和热激活延迟荧光（TADF）材料奠定基础。 第六章：低维与二维光电材料 探讨了在纳米尺度下，量子尺寸效应如何显著改变材料的光电性能。重点分析了量子点（QDs）的光谱特性与尺寸依赖性，以及表面钝化技术对量子效率的决定性作用。深入研究了二维材料（如过渡金属硫化物TMDCs，如MoS2, WSe2）的独特电子结构——直接/间带隙转变，以及它们在原子级厚度下的光电响应特性。讨论了层间激子的概念及其在光电器件中的应用潜力。 第三部分：光电子器件的原理与工程 本部分将材料性能转化为实际器件的性能，探讨了关键的光电器件结构与优化策略。 第七章：光伏器件的能量转换机制 详细解析了太阳能电池的工作原理，重点分析了P-N结和体异质结（BHJ）的基本结构。对光生载流子的分离效率（$V_{OC}$和$J_{SC}$的决定因素）进行了深入的定量分析。讨论了界面钝化技术在降低复合损失中的作用，以及如何通过精确控制电荷提取层厚度来优化光吸收与电荷传输的平衡。对新型光伏技术（如串联结构、叠层器件）的优缺点进行了比较评估。 第八章：光电器件中的发光机制与效率控制 本章聚焦于光电器件的发光性能，涵盖有机电致发光器件（OLED）和LED技术。系统阐述了不同发光机制（荧光、磷光、TADF）的量子效率限制。对OLED中的载流子注入、传输和复合区域的控制进行了详尽的论述。特别关注了限制载流子注入势垒的策略，以及如何通过主体/客体材料的设计来提高能量转移效率和器件寿命。讨论了等离子体增强发光和表面激元效应在提高器件亮度和效率中的应用。 第九章：光探测与传感应用 本章关注光信号的捕获和转化。详细介绍了光电导型、光伏型光电探测器的结构差异和性能指标（如响应度、比探测度）。对陷阱态在光电导增益中的作用进行了细致分析，解释了光电导增益的来源和饱和机制。在传感方面，讨论了基于材料形貌变化、表面增强拉曼散射（SERS）以及光热效应的新型光传感器的设计理念。 第十章：器件稳定性、寿命与未来展望 材料的长期稳定性是实现商业化的核心挑战。本章分析了光电功能材料面临的主要失效机制，包括光氧化降解、电化学侵蚀、热应力导致的不良形貌转变等。针对不同材料体系，提出了相应的钝化和封装策略。最后，对下一代光电功能材料的发展方向进行了展望，包括拓扑材料的潜力、AI辅助材料筛选与结构预测方法，以及可持续性化学在材料合成中的重要性。

评分☆☆☆☆☆

这部关于分子材料的光电功能的著作，在体系的构建上体现了极高的专业水准。它涵盖了从分子设计哲学到实际器件制造的完整流程，逻辑清晰，脉络分明。作者在阐述复杂课题时，总能抓住核心矛盾，用简洁而准确的语言进行提炼。我个人认为，这本书最可贵之处在于它平衡了理论的深度与实践的可操作性。比如，在讨论材料的稳定性问题时，它不仅仅停留在理论预测，还结合了实际老化测试的数据分析，这对于追求产品商业化的应用研究者来说，提供了极具价值的参考点。它就像一位经验丰富的导师，在你进行前沿探索时，既能为你指点迷津，又能提供严谨的科学依据。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的学术深度足以让许多研究生和青年教师感到受益匪浅。它在对已有技术的梳理上做得非常扎实，尤其是在光电功能材料的结构-性能关系分析部分，提供了大量的案例研究。这些案例不仅仅是简单的结果展示，更包含了对成功或失败经验的深刻总结。对我个人而言，书中关于界面工程和薄膜形貌对器件性能影响的讨论尤其引人入胜，这部分内容直接关系到实际器件的最终表现。整体来看，它不像是简单的教材，更像是一部由资深专家撰写的、充满洞察力的研究手册，帮助读者构建起一个系统化、多层次的知识体系，应对瞬息万变的研究前沿。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅仅在于其内容的深度，更在于其广度。它似乎囊括了从基础有机合成化学到器件工程学的整个链条。我特别欣赏书中对材料纯化和表征方法的介绍，这部分内容对于保证实验结果的准确性和器件性能的可靠性至关重要。在一些特定章节，作者不仅描述了“是什么”，更着重于“为什么”——即某种结构为何会赋予材料特定的光电特性。这种探究本质的写作方式，极大地提升了读者的科研素养。对于那些正在设计新分子、探索新机制的科研工作者来说，这本书就像是一本地图，指明了前进的方向，同时也预警了可能遇到的技术难点。

评分☆☆☆☆☆

读完这本关于光电功能化合物的专著后，我的感受是，它成功地将复杂的化学原理和前沿的材料科学巧妙地结合在一起。书中对光物理过程的描述极为到位，从激发态动力学到电荷传输机制，都有深入的剖析。特别是涉及到有机发光二极管（OLED）和有机太阳能电池（OSC）的章节，不仅介绍了经典的材料体系，还着重探讨了当前研究的热点，比如热激活延迟荧光（TADF）材料的机制。作者的叙述风格严谨而不失流畅，即便是面对晦涩的量子化学概念，也能通过清晰的图示和精确的文字表达，使其易于理解。对于希望在这些领域进行创新性研究的学者而言，这本书提供了一个坚实且不断更新的知识基础，是案头必备的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这是一本深入探讨有机光电材料领域的著作，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛知识。作者的讲解非常细致，尤其是在材料的分子结构设计与光电性能之间的关系上，提供了许多独到的见解。阅读过程中，我发现书中对于新型功能分子的设计策略和合成方法有着详尽的阐述，这对于初涉此领域的读者来说无疑是一份宝贵的指南。它不仅仅罗列了现有的技术和材料，更重要的是引导读者去思考如何通过分子层面的调控来实现特定光电功能。对于需要深入理解半导体高分子和有机小分子光电器件工作原理的研究人员来说，这本书无疑是一部重要的参考资料。它帮助我构建了一个清晰的知识框架，尤其是在讨论器件效率优化和稳定性提升方面，给出了许多启发性的思路。