柔性电子器件

柔性电子学属于材料、化学、物理、电子等多学科交叉的前沿领域，内容主要涉及柔性可弯曲/可折叠/可拉伸/可穿戴的电子元器件、电路封装,以及它们的制备工艺和测试，是实现可穿戴设备的基础。本书从机械弯曲、杨氏模量开始，带领读者全面了解柔性电子器件的方方面面。 本书适宜电子、材料、机械等相关领域的技术人员参考，也可供高等本科院校相关专业学生使用。

胡来归，副研究员，复旦大学信息学院微纳系统中心副主任， 2006年博士毕业于浙江大学，先后在浙江工业大学、日本名古屋大学工作，并于2015年加入复旦大学，入选2016年度上海市浦江人才计划，主讲过\"大学物理\"\"柔性电子器件\"\"电子系统导论\"等本科生和研究生课程，长期从事柔性光/电材料与器件方向的研究工作。至今已在Nat. Commun.、npj Flexible Electron.、Adv. Funct. Mater.等国际学术期刊上发表SCI论文90多篇，英文专著章节1篇，中文教材/专著2部，申请/授权国内发明专利18项。先后主持或骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金重点项目、上海市自然科学基金等科研项目10余项。

绪论 001～004 参考文献004 第1章 柔性电子材料 005～038 1.1柔性材料的定义005 1.1.1应力与应变005 1.1.2弹性模量008 1.1.3柔性电子材料与器件的评估010 1.2柔性材料的分类及特性011 1.2.1柔性衬底材料011 1.2.2柔性导体013 1.2.3柔性电介质019 1.2.4柔性半导体023 1.3柔性薄膜的加工工艺026 1.3.1物理气相沉积026 1.3.2化学气相沉积030 1.3.3湿法制备工艺032 参考文献034 第2章 器件的物理与化学基础 039～076 2.1固体物理基础039 2.1.1能级与能带039 2.1.2本征半导体与掺杂042 2.1.3载流子及其输运044 2.1.4 p-n结与肖特基结049 2.1.5半导体光学性质054 2.2表面能与界面工程058 2.2.1表面与界面的定义058 2.2.2表面能与表面张力060 2.2.3表面吸附061 2.2.4表面扩散传质062 2.3物理化学基础064 2.3.1电化学基础064 2.3.2电化学阻抗谱070 参考文献076 第3章 柔性电子的材料物理 077～117 3.1低维材料物理077 3.1.1纳米材料的概念与性质077 3.1.2量子点081 3.1.3一维纳米材料084 3.1.4二维材料085 3.2有机固体物理089 3.2.1分子轨道与杂化概念089 3.2.2π-π共轭094 3.2.3有机半导体材料097 3.2.4载流子输运及导电机理100 3.3有机-无机杂化材料的物理性质106 3.3.1有机-无机杂化钙钛矿（HOIPs）材料107 3.3.2金属-有机框架（MOFs）111 参考文献116 第4章 柔性场效应晶体管 118～144 4.1场效应管的结构与原理118 4.1.1结型场效应晶体管（JFET）119 4.1.2金属-氧化物-半导体场效应晶体管122 4.1.3新型场效应管127 4.2柔性场效应管130 4.2.1柔性FET器件130 4.2.2柔性电化学晶体管135 4.2.3总结与展望143 参考文献143 第5章 柔性能源器件 145～185 5.1柔性太阳能电池145 5.1.1太阳能电池原理146 5.1.2伏安特性曲线148 5.1.3柔性太阳能电池的发展150 5.2柔性机械能采集器件162 5.2.1柔性压电器件162 5.2.2柔性摩擦电器件167 5.3柔性热能采集器件170 5.3.1柔性热电器件170 5.3.2柔性热释电器件173 5.4柔性能量存储器件176 5.4.1柔性电池176 5.4.2柔性超级电容器180 参考文献183 第6章 柔性电致发光器件 186～214 6.1电致发光器件基础186 6.1.1器件的工作原理186 6.1.2器件结构189 6.1.3器件的性能参数194 6.2柔性发光二极管195 6.2.1有机发光二极管195 6.2.2有机-无机杂化钙钛矿发光二极管197 6.2.3基于纳米材料的LED200 6.3柔性激光器204 6.3.1半导体激光器的工作原理204 6.3.2柔性激光器简介207 6.4柔性发光晶体管209 6.4.1发光晶体管的工作原理209 6.4.2柔性发光晶体管简介211 参考文献212 第7章 柔性存储器件 215～242 7.1存储器结构与原理215 7.1.1RAM和ROM217 7.1.2新型存储器件218 7.1.3忆阻器概念224 7.2神经形态器件228 7.2.1神经元与神经突触228 7.2.2神经元与突触器件235 7.2.3人工神经网络的硬件实现236 7.2.4感存算一体器件240 参考文献242 第8章 柔性传感器 243～284 8.1传感器特性243 8.1.1传感器的静态特性244 8.1.2传感器的动态特性249 8.2柔性物理传感器252 8.2.1电容式传感器253 8.2.2光电式传感器256 8.2.3压电式传感器264 8.2.4其他物理传感器266 8.3柔性化学传感器268 8.3.1金属氧化物化学传感器269 8.3.2化学场效应管型传感器270 8.3.3电化学传感器271 8.4柔性生物传感器274 8.4.1生物识别元件275 8.4.2信号转换模块277 8.4.3柔性生物传感器的应用278 参考文献281 第9章 柔性电子器件的集成与应用 285～314 9.1柔性薄膜与器件的图案化285 9.1.1光刻技术286 9.1.2软光刻技术289 9.1.3纳米压印技术291 9.1.4喷墨打印技术293 9.1.5转移印刷技术294 9.1.6自组装技术295 9.2柔性电子器件的封装299 9.2.1封装技术的分类299 9.2.2柔性芯片的机械性能测试304 9.3柔性电子器件的应用与展望304 9.3.1柔性能源器件与系统305 9.3.2柔性显示器件307 9.3.3柔性无线传输器件与物联网308 9.3.4柔性传感器与电子皮肤309 参考文献312 附录Ⅰ 315～318 附录Ⅱ 319～324