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石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用 版權信息
- ISBN：9787122376510
- 條形碼：9787122376510 ; 978-7-122-37651-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用 本書特色
適讀人群 ：《石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用》可供從事石墨烯研究和傳感器研究的科研人員參考。本書作者介紹了自己在利用石墨烯的各項性能制備傳感器的研究成果，內容參考性強，可供從事石墨烯研究及傳感器研究的科研人員參考。
石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用 內容簡介
《石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用》涵蓋了石墨烯應用于傳感器領域的優勢、石墨烯傳感器的分類、石墨烯傳感器的工作特性、石墨烯光電探測器、石墨烯力學傳感器、石墨烯化學傳感器、石墨烯濕度傳感器及石墨烯傳感器的未來發展趨勢等內容,其中部分數據源于作者的研究成果,同時查閱和參考了大量中外文獻,內容系統完善,可借鑒性強。 《石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用》可供從事石墨烯研究和傳感器研究的科研人員參考。
石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用 目錄
第1章 緒論/ 001
1.1 石墨烯的發現與結構 002
1.2 石墨烯的性能 004
1.2.1 電學性能 005
1.2.2 力學性能 005
1.2.3 光學性能 006
1.2.4 熱學性能 006
1.3 石墨烯應用于傳感器領域的優勢 007
本章小結 008
參考文獻 009
第2章 石墨烯傳感器研究與發展概況/ 011
2.1 石墨烯傳感器的分類 011
2.2 石墨烯傳感器的工作特性 012
2.2.1 靜態特性 012
2.2.2 動態特性 014
2.2.3 時間穩定性 016
2.2.4 工作條件的適應性 017
2.3 石墨烯傳感器的研究概況 017
2.3.1 石墨烯光電探測器 017
2.3.2 石墨烯力學傳感器 018
2.3.3 石墨烯液體傳感器 020
2.3.4 石墨烯氣體傳感器 021
2.3.5 石墨烯濕度傳感器 023
2.4 石墨烯傳感技術的發展趨勢 024
本章小結 025
參考文獻 025
第3章 石墨烯光電探測器/ 027
3.1 石墨烯光電探測器的研究現狀 027
3.1.1 原理與分類 028
3.1.2 應用領域 028
3.1.3 材料選擇與設計 030
3.2 石墨烯/硅異質結型光電探測器 039
3.2.1 器件模型 039
3.2.2 能帶結構及工作原理 040
3.2.3 性能檢測及評估指標 042
3.2.4 性能測試系統 044
3.3 界面氧化層改進石墨烯/硅異質結光電探測器 044
3.3.1 界面氧化層的引入 045
3.3.2 制備方法 047
3.3.3 模型分析 048
3.3.4 光電探測器性能分析 050
3.4 二氧化鈦納米粒子增強石墨烯/硅異質結紫外探測 060
3.4.1 器件模型 061
3.4.2 二氧化鈦納米粒子對器件紫外探測性能的影響 064
3.4.3 能帶結構及機制分析 070
3.4.4 二氧化鈦層厚度對性能的影響 071
3.5 還原氧化石墨烯/硅異質結光電探測器 073
3.5.1 制備方法 073
3.5.2 還原溫度對石墨烯薄膜性能的影響 074
3.5.3 還原溫度對器件性能的影響 079
3.5.4 器件在不同工作條件下的性能表現 085
3.5.5 還原氧化石墨烯/硅異質結的結特性 087
3.5.6 還原氧化石墨烯/硅異質結的1/f噪聲特性 091
本章小結 093
參考文獻 094
第4章 石墨烯力學傳感器/ 101
4.1 石墨烯力學傳感器的研究現狀 102
4.1.1 研究背景 102
4.1.2 原理與分類 103
4.1.3 材料選擇與設計 106
4.2 石墨烯力學傳感性質 111
4.2.1 完美晶格石墨烯 111
4.2.2 多晶石墨烯 113
4.2.3 石墨烯宏觀體 114
4.2.4 性能檢測及評估指標 116
4.3 類魚鱗結構石墨烯薄膜力學傳感器 119
4.3.1 制備方法及器件組裝 120
4.3.2 形貌調控 121
4.3.3 性能測試 122
4.4 編織結構石墨烯力學傳感器 124
4.4.1 制備方法及器件組裝 125
4.4.2 性能測試 125
4.4.3 機制分析 131
4.5 三維多孔結構石墨烯力學傳感器 142
4.5.1 制備方法 142
4.5.2 各向異性大孔石墨烯力學傳感行為及機理 147
4.5.3 球形大孔石墨烯力學傳感行為及機理 150
4.6 石墨烯基電子皮膚 151
4.6.1 分布式力信號探測 151
4.6.2 微小變形的探測 154
4.6.3 大變形的探測 161
本章小結 163
參考文獻 163
第5章 石墨烯化學傳感器/ 171
5.1 石墨烯化學傳感器的研究現狀 171
5.1.1 研究背景 171
5.1.2 原理與分類 172
5.1.3 研究現狀 172
5.2 石墨烯試紙液體傳感器 173
5.2.1 制備方法 174
5.2.2 結構表征 176
5.2.3 液體識別系統 177
5.2.4 液體識別原理 181
5.2.5 液體識別中的應用 185
5.2.6 飲品質量檢測中的應用 191
5.3 還原氧化石墨烯/硅異質結氣體傳感器 194
5.3.1 器件模型 194
5.3.2 伏安特性在不同氣體中的變化 195
5.3.3 電流響應在不同氣體中的變化 197
5.3.4 電流響應隨氣體流量的變化 199
5.3.5 電流響應隨氣體濃度的變化 201
5.3.6 電流響應隨時間和偏壓的變化 202
本章小結 203
參考文獻 203
第6章 石墨烯濕度傳感器/ 207
6.1 石墨烯濕度傳感器的研究現狀 207
6.1.1 研究背景 207
6.1.2 原理與分類 208
6.1.3 研究現狀 208
6.2 褶皺石墨烯濕度傳感器 211
6.2.1 褶皺石墨烯的制備與轉移 211
6.2.2 褶皺石墨烯的表面形貌表征 214
6.2.3 褶皺石墨烯的光譜表征 215
6.2.4 褶皺石墨烯的電阻、透光率與潤濕度表征 217
6.2.5 傳感器件的制備及測試方法 219
6.3 濕度傳感的特點與機制 221
6.3.1 表面均勻微水滴的形成 221
6.3.2 表面均勻微水滴的快速蒸發 223
6.3.3 濕度傳感機制 226
6.3.4 濕度傳感器的響應幅度 229
6.3.5 濕度傳感器的響應回復速度 230
6.3.6 濕度傳感器的穩定性 232
6.4 在呼吸監測與動作傳感中的應用 235
6.4.1 可穿戴呼吸監測傳感器 235
6.4.2 基于體表水分蒸發的動作傳感器 239
本章小結 241
參考文獻 242
第7章 石墨烯傳感器的未來/ 245
7.1 發現新傳感機理 246
7.2 智能化 246
7.3 仿生化 247
7.4 柔性化 249
7.5 網絡化 250
7.6 石墨烯傳感器在物聯網中的應用 251
本章小結 253
參考文獻 253
1.1 石墨烯的發現與結構 002
1.2 石墨烯的性能 004
1.2.1 電學性能 005
1.2.2 力學性能 005
1.2.3 光學性能 006
1.2.4 熱學性能 006
1.3 石墨烯應用于傳感器領域的優勢 007
本章小結 008
參考文獻 009
第2章 石墨烯傳感器研究與發展概況/ 011
2.1 石墨烯傳感器的分類 011
2.2 石墨烯傳感器的工作特性 012
2.2.1 靜態特性 012
2.2.2 動態特性 014
2.2.3 時間穩定性 016
2.2.4 工作條件的適應性 017
2.3 石墨烯傳感器的研究概況 017
2.3.1 石墨烯光電探測器 017
2.3.2 石墨烯力學傳感器 018
2.3.3 石墨烯液體傳感器 020
2.3.4 石墨烯氣體傳感器 021
2.3.5 石墨烯濕度傳感器 023
2.4 石墨烯傳感技術的發展趨勢 024
本章小結 025
參考文獻 025
第3章 石墨烯光電探測器/ 027
3.1 石墨烯光電探測器的研究現狀 027
3.1.1 原理與分類 028
3.1.2 應用領域 028
3.1.3 材料選擇與設計 030
3.2 石墨烯/硅異質結型光電探測器 039
3.2.1 器件模型 039
3.2.2 能帶結構及工作原理 040
3.2.3 性能檢測及評估指標 042
3.2.4 性能測試系統 044
3.3 界面氧化層改進石墨烯/硅異質結光電探測器 044
3.3.1 界面氧化層的引入 045
3.3.2 制備方法 047
3.3.3 模型分析 048
3.3.4 光電探測器性能分析 050
3.4 二氧化鈦納米粒子增強石墨烯/硅異質結紫外探測 060
3.4.1 器件模型 061
3.4.2 二氧化鈦納米粒子對器件紫外探測性能的影響 064
3.4.3 能帶結構及機制分析 070
3.4.4 二氧化鈦層厚度對性能的影響 071
3.5 還原氧化石墨烯/硅異質結光電探測器 073
3.5.1 制備方法 073
3.5.2 還原溫度對石墨烯薄膜性能的影響 074
3.5.3 還原溫度對器件性能的影響 079
3.5.4 器件在不同工作條件下的性能表現 085
3.5.5 還原氧化石墨烯/硅異質結的結特性 087
3.5.6 還原氧化石墨烯/硅異質結的1/f噪聲特性 091
本章小結 093
參考文獻 094
第4章 石墨烯力學傳感器/ 101
4.1 石墨烯力學傳感器的研究現狀 102
4.1.1 研究背景 102
4.1.2 原理與分類 103
4.1.3 材料選擇與設計 106
4.2 石墨烯力學傳感性質 111
4.2.1 完美晶格石墨烯 111
4.2.2 多晶石墨烯 113
4.2.3 石墨烯宏觀體 114
4.2.4 性能檢測及評估指標 116
4.3 類魚鱗結構石墨烯薄膜力學傳感器 119
4.3.1 制備方法及器件組裝 120
4.3.2 形貌調控 121
4.3.3 性能測試 122
4.4 編織結構石墨烯力學傳感器 124
4.4.1 制備方法及器件組裝 125
4.4.2 性能測試 125
4.4.3 機制分析 131
4.5 三維多孔結構石墨烯力學傳感器 142
4.5.1 制備方法 142
4.5.2 各向異性大孔石墨烯力學傳感行為及機理 147
4.5.3 球形大孔石墨烯力學傳感行為及機理 150
4.6 石墨烯基電子皮膚 151
4.6.1 分布式力信號探測 151
4.6.2 微小變形的探測 154
4.6.3 大變形的探測 161
本章小結 163
參考文獻 163
第5章 石墨烯化學傳感器/ 171
5.1 石墨烯化學傳感器的研究現狀 171
5.1.1 研究背景 171
5.1.2 原理與分類 172
5.1.3 研究現狀 172
5.2 石墨烯試紙液體傳感器 173
5.2.1 制備方法 174
5.2.2 結構表征 176
5.2.3 液體識別系統 177
5.2.4 液體識別原理 181
5.2.5 液體識別中的應用 185
5.2.6 飲品質量檢測中的應用 191
5.3 還原氧化石墨烯/硅異質結氣體傳感器 194
5.3.1 器件模型 194
5.3.2 伏安特性在不同氣體中的變化 195
5.3.3 電流響應在不同氣體中的變化 197
5.3.4 電流響應隨氣體流量的變化 199
5.3.5 電流響應隨氣體濃度的變化 201
5.3.6 電流響應隨時間和偏壓的變化 202
本章小結 203
參考文獻 203
第6章 石墨烯濕度傳感器/ 207
6.1 石墨烯濕度傳感器的研究現狀 207
6.1.1 研究背景 207
6.1.2 原理與分類 208
6.1.3 研究現狀 208
6.2 褶皺石墨烯濕度傳感器 211
6.2.1 褶皺石墨烯的制備與轉移 211
6.2.2 褶皺石墨烯的表面形貌表征 214
6.2.3 褶皺石墨烯的光譜表征 215
6.2.4 褶皺石墨烯的電阻、透光率與潤濕度表征 217
6.2.5 傳感器件的制備及測試方法 219
6.3 濕度傳感的特點與機制 221
6.3.1 表面均勻微水滴的形成 221
6.3.2 表面均勻微水滴的快速蒸發 223
6.3.3 濕度傳感機制 226
6.3.4 濕度傳感器的響應幅度 229
6.3.5 濕度傳感器的響應回復速度 230
6.3.6 濕度傳感器的穩定性 232
6.4 在呼吸監測與動作傳感中的應用 235
6.4.1 可穿戴呼吸監測傳感器 235
6.4.2 基于體表水分蒸發的動作傳感器 239
本章小結 241
參考文獻 242
第7章 石墨烯傳感器的未來/ 245
7.1 發現新傳感機理 246
7.2 智能化 246
7.3 仿生化 247
7.4 柔性化 249
7.5 網絡化 250
7.6 石墨烯傳感器在物聯網中的應用 251
本章小結 253
參考文獻 253
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石墨烯傳感器及其在物聯網中的應用 作者簡介
朱宏偉，清華大學 材料學院，副院長 教授，1993年考入清華大學，分別于1998年和2003年獲學士和博士學位。2003年9月至2008年3月在日本和美國從事博士后研究。2008年4月回清華大學任教至今。現為清華大學材料學院副院長，長聘教授、博士生導師，微納力學中心研究員。 近年來主要從事以石墨烯為代表的納米材料多維多尺度可控合成及其在能源/環境/傳感領域的應用基礎研究。承擔國家重點基礎研究發展計劃（973）、國家自然科學基金、北京市科技計劃重大項目（石墨烯傳感器）、教育部博士點基金等20余項科研項目。獲授權國家發明專利16項、美國專利1項，在《科學》等期刊上發表論文200余篇，出版《石墨烯》、《碳納米管》著作2部。獲國際先*進材料協會“Advanced Materials Science and Technology”獎。“功能石墨烯分離膜在水處理中的應用”項目獲中國國際石墨烯創新創業大賽一等獎，“碳納米管宏觀體的研究”項目獲國家自然科學二等獎、教育部自然科學一等獎，“石墨烯結構設計與應用技術研究”項目獲高等學校科學研究優*秀成果自然科學二等獎。近年來在石墨烯制備、傳感器、水處理膜材料等領域開展了廣泛深入的合作研發，部分產品已實現示范應用。
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