本書介紹基于電學(xué)測量的單分子尺度研究的現(xiàn)狀與所涉及的基礎(chǔ)知識和技術(shù)。主要包括單分子電子學(xué)的簡述、相關(guān)的器件構(gòu)筑技術(shù)、精密測量技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和理論模擬方法，以此為基礎(chǔ)，對單分子電子學(xué)研究的前沿科學(xué)問題包括量子干涉效應(yīng)、光電化學(xué)、電化學(xué)和電場調(diào)控等進(jìn)行了綜述和展望。本書著重闡述基于電學(xué)測量的單分子尺度科學(xué)研究及其相關(guān)的工程技術(shù)背景。
洪文晶，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授、副院長，主要從事新一代碳基信息器件研究和面向戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的工業(yè)智能應(yīng)用研發(fā)。2007年于廈門大學(xué)獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2009年于清華大學(xué)獲得理學(xué)碩士學(xué)位，2013年于瑞士伯爾尼大學(xué)獲博士學(xué)位后從事博士后研究并擔(dān)任研究組長。
第一章 分子電子學(xué)概述
1.1 分子電子學(xué)的發(fā)展歷史
1.2 分子電子學(xué)的研究對象
1.3 分子電子學(xué)的前景展望
第二章 單分子電子學(xué)的物理背景
2.1 介觀體系的量子力學(xué)屬性
2.2 介觀體系的特征尺寸效應(yīng)
2.3 介觀體系的電輸運性質(zhì)
第三章 單分子電子學(xué)的器件構(gòu)筑技術(shù)
3.1 單分子器件構(gòu)筑技術(shù)的歷史沿革
3.2 單分子裂結(jié)技術(shù)
3.3 面向單分子器件的分子設(shè)計
第四章 單分子電子學(xué)的精密測量技術(shù)
4.1 高靈敏度電學(xué)測量的實現(xiàn)
4.2 電學(xué)技術(shù)與光學(xué)測量技術(shù)的聯(lián)用
4.3 電學(xué)技術(shù)與力學(xué)測量技術(shù)的聯(lián)用
4.4 電學(xué)技術(shù)與熱學(xué)測量技術(shù)的聯(lián)用
第五章 單分子電子學(xué)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
5.1 電流信號分析
5.2 噪聲分析
5.3 統(tǒng)計分析算法
5.4 基于人工智能算法的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
第六章 單分子電輸運的理論模擬
6.1 第一性原理模型
6.2 分子電子器件建模
6.3 分子電輸運的計算
第七章 單分子電輸運的量子干涉效應(yīng)
7.1 量子干涉的機(jī)理
7.2 量子干涉的實驗觀察
7.3 量子干涉的調(diào)控
7.4 量子干涉的應(yīng)用
第八章 單分子電輸運的電化學(xué)門控
8.1 單分子電輸運的電化學(xué)門控原理
8.2 非法拉第電位區(qū)間的電化學(xué)門控
8.3 氧化還原活性分子的電化學(xué)門控
8.4 現(xiàn)有電化學(xué)門控理論的沖突和展望
第九章 單分子尺度光電化學(xué)
9.1 單分子尺度的光控電輸運
9.2 單分子尺度的電致發(fā)光現(xiàn)象
9.3 單分子尺度的拉曼譜學(xué)聯(lián)用測量
9.4 分子電子等離激元光子學(xué)
第十章 單分子尺度的反應(yīng)
10.1 單分子尺度化學(xué)反應(yīng)的電學(xué)表征
10.2 基于單分子尺度化學(xué)反應(yīng)的分子結(jié)電輸運調(diào)控
10.3 單分子化學(xué)反應(yīng)的電場催化
10.4 單分子尺度的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)
第十一章 超分子的電輸運
11.1 單分子尺度的超分子化學(xué)
11.2 依賴非共價相互作用的電輸運
11.3 生物體系的電輸運
第十二章 單分子測序
12.1 DNA的結(jié)構(gòu)
12.2 基因測序技術(shù)的發(fā)展
12.3 隧穿電流單分子測序的基本原理與方法
12.4 隧穿電流測序的數(shù)據(jù)處理方法
12.5 總結(jié)和展望
第十三章 基于單分子器件的量子計算研究
13.1 電子自旋量子比特
13.2 電子自旋量子比特的發(fā)展
13.3 展望
參考文獻(xiàn)
書單推薦
