微纳制造科学与技术——从基本原理到工程应用

《微纳制造科学与技术——从基本原理到工程应用》由华中科技大学陈蓉、单斌团队撰写，是一本全面介绍微纳制造的图书，涵盖了微纳制造的基本原理及微纳制造在多领域的工程应用，内容丰富、结构清晰，深入浅出地阐述了微纳制造领域的各个方面。本书具有以下特点： 1.理论知识充足。本书首先对微纳制造做了基本概述，其次从微纳尺度的物理化学原理、微纳材料和结构、多样的微纳尺度加工方法、各种微纳尺度的表征技术等多个方面进行理论讲解。？？2.应用场景广泛。本书在介绍微纳制造的理论知识后，还详细概述了微纳制造的相关应用，涵盖了微电子、物联网、航空航天、光电显示、交通运输、医疗健康等诸多领域。？？3.配套资源丰富。本书配套了教学大纲、教学课件、教学视频、习题解析等丰富的数字资源，便于读者更好地掌握相关知识。 本书可作为高年级本科生、研究生的教材或教师参考书，也可作为微纳制造研究的科技工作者的参考书。

本书主要介绍了微纳制造科学与技术的基本理论、技术方法及工程应用，全书分为7章。第1章简要介绍微纳制造科学与技术的定义、重要发展阶段、主要研究方法及其新兴发展趋势等；第2章介绍微纳尺度的物理化学原理；第3章介绍丰富多彩的微纳材料和结构；第4章介绍多种多样的微纳尺度加工方法；第5章讲述各种微纳尺度的表征技术；第6章和第7章介绍微纳制造的相关应用，涵盖了微电子、物联网、航空航天、光电显示、交通运输、医疗健康等诸多领域。
本书可作为微纳制造领域的研究生和高年级本科生的教材或高校教师的参考书，也可作为从事微纳制造研究的科技工作者的阅读资料。

陈 蓉，华中科技大学机械科学与工程学院副院长、教授、博士生导师，华中科技大学柔性电子研究中心副主任。重量创新领军人才、国家海外高层次青年人才、中国工程院-中国工程前沿杰出青年学者。主要研究方向为原子层沉积原理方法与工艺装备。主持国家重点研发计划颠覆性技术创新项目、国家基金重点项目、973计划青年科学家专题项目等多个微电子与新能源相关项目，在Nature Communication、Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition、Small、Engineering、Science Bulletin等国内外期刊上发表SCI论文170余篇，主编/撰写中英文出版物4部，获专利授权100余项（含10余项国际专利）。荣获科学探索奖、中国青年科技奖、中国科协求是杰出青年成果转化奖、中国侨界(创新人才)贡献奖，并获湖北省技术发明奖一等奖、湖北省专利奖、全国颠覆性技术创新大赛优胜奖，入选中国科学技术学会首批“科创中国”先导技术榜等。在国际上，获得IEEE SMC杰出学术贡献奖、日内瓦发明展特别嘉许金奖等。

第1章绪论(1)
1.1引言(1)
1.2微纳制造的发展历程(3)
1.3微纳制造的内涵与外延(5)
1.4挑战与发展趋势(10)
习题(13)
本章参考文献(13)
第2章微纳尺度的物理化学(17)
2.1引言(17)
2.2电磁波和物质波(17)
2.2.1电磁波(17)
2.2.2波粒二象性(18)
2.2.3物质波(25)
2.3物质结构(26)
2.3.1原子结构(26)
2.3.2晶体结构(28)
2.3.3能带理论(33)
2.4加工尺寸效应(34)
2.4.1光学曝光(35)
2.4.2激光加工(36)
2.4.3粒子束加工(36)
习题(37)
本章参考文献(37)
第3章纳米材料与结构(40)
3.1引言(40)
3.1.1纳米材料的发展历程(40)
3.1.2纳米材料的特性(42)
3.1.3纳米材料与结构的分类(44)
3.2零维纳米材料(46)
3.2.1富勒烯(46)
3.2.2纳米颗粒(48)
3.2.3量子点(52)
3.3一维纳米材料(55)
3.3.1碳纳米管(55)
3.3.2纳米线(58)
3.4二维纳米材料(61)
3.4.1石墨烯(61)
3.4.2氮化硼(64)
3.4.3层状金属化合物(64)
3.5三维纳米材料(65)
3.5.1MOFs材料与结构(65)
3.5.2三维有序大孔结构(68)
3.5.3介孔纳米结构材料(69)
习题(70)
本章参考文献(71)
第4章微纳制造及加工技术(77)
4.1引言(77)
4.2微纳米图案化(78)
4.2.1微纳加工技术(78)
4.2.2光刻(80)
4.2.3刻蚀(86)
4.2.4高能束加工(88)
4.3纳米压印(91)
4.3.1热压印技术(91)
4.3.2紫外光固化纳米压印技术(91)
4.3.3软刻蚀压印(92)
4.3.4大面积滚轴压印(93)
4.3.5纳米压印的应用及技术挑战(93)
4.4纳米结构自组装(93)
4.4.1纳米结构自组装体系的基本概念(93)
4.4.2薄膜自组装(94)
4.4.3管状结构自组装(96)
4.4.4纳米颗粒自组装(98)
4.4.5浸笔式纳米光刻技术(99)
4.4.6自组装技术的发展趋势(100)
4.5薄膜沉积(100)
4.5.1物理气相沉积(100)
4.5.2化学气相沉积(102)
4.5.3原子层沉积(104)
4.6探针加工方法(109)
4.6.1基于原子力显微镜探针的纳米加工(109)
4.6.2基于扫描隧道显微镜探针的纳米加工(113)
4.7集成电路制造流程(115)
4.7.1晶圆加工(115)
4.7.2芯片制造流程(118)
习题(120)
本章参考文献(120)
第5章微纳表征(127)
5.1引言(127)
5.2显微技术(128)
5.2.1光学显微镜(128)
5.2.2扫描电子显微镜(130)
5.2.3透射电子显微镜(135)
5.2.4原子力显微镜(138)
5.2.5扫描隧道显微镜(141)
5.3谱学技术(142)
5.3.1俄歇电子能谱(142)
5.3.2电子微探针(144)
5.3.3二次离子质谱(147)
5.3.4X射线光电子能谱(150)
5.4X射线衍射(151)
5.5电学及光学测试表征(153)
5.5.1电学性质表征(153)
5.5.2光敏器件测试(156)
5.5.3光学测试(157)
5.6力学测试(162)
5.7磁性测试(164)
习题(165)
本章参考文献(166)
第6章微纳米器件(168)
6.1引言(168)
6.2微电子(169)
6.2.1晶体管(169)
6.2.2存储器件(178)
6.2.3量子计算机(180)
6.3光电子(181)
6.3.1显示技术(181)
6.3.2太阳能电池(186)
6.3.3生物荧光标记(187)
6.3.4光通信(187)
6.4传感器(190)
习题(196)
本章参考文献(197)
第7章生活中的纳米技术(201)
7.1引言(201)
7.2织物(201)
7.2.1抗菌防水纳米织物(202)
7.2.2防护纳米织物(202)
7.2.3能量收集纳米织物(204)
7.2.4高反射伪装纳米织物(204)
7.3食品与药品(205)
7.3.1水净化(205)
7.3.2食品包装(206)
7.3.3纳米药物(206)
7.4建筑(210)
7.4.1智能玻璃(210)
7.4.2空气净化(211)
7.4.3建筑外墙(212)
7.5交通工具(214)
7.5.1运动装备(214)
7.5.2汽车(215)
习题(220)
本章参考文献(220)