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石墨烯技术前沿丛书--石墨烯传感器及其在物联网中的应用

石墨烯技术前沿丛书--石墨烯传感器及其在物联网中的应用

  • 作者
  • 朱宏伟、杨婷婷、姜欣等著

《石墨烯传感器及其在物联网中的应用》涵盖了石墨烯应用于传感器领域的优势、石墨烯传感器的分类、石墨烯传感器的工作特性、石墨烯光电探测器、石墨烯力学传感器、石墨烯化学传感器、石墨烯湿度传感器及石墨烯传感器的未来发展趋势等内容,其中部分数据源于作者的研究成果,同时查阅和参考了大量中外最新文献,内容系统完善,可借鉴性强。 《石墨烯传感器及其在物联网中的应用》可供从事石...


  • ¥98.00

ISBN: 978-7-122-37651-0

版次: 1

出版时间: 2021-02-01

图书介绍

ISBN:978-7-122-37651-0

语种:汉文

开本:16

出版时间:2021-02-01

装帧:平

页数:254

编辑推荐

本书作者介绍了自己在利用石墨烯的各项性能制备传感器的研究成果,内容参考性强,可供从事石墨烯研究及传感器研究的科研人员参考。

作者简介

朱宏伟,清华大学材料学院,副院长教授,1993年考入清华大学,分别于1998年和2003年获学士和博士学位。2003年9月至2008年3月在日本和美国从事博士后研究。2008年4月回清华大学任教至今。现为清华大学材料学院副院长,长聘教授、博士生导师,微纳力学中心研究员。 近年来主要从事以石墨烯为代表的纳米材料多维多尺度可控合成及其在能源/环境/传感领域的应用基础研究。承担国家重点基础研究发展计划(973)、国家自然科学基金、北京市科技计划重大项目(石墨烯传感器)、教育部博士点基金等20余项科研项目。获授权国家发明专利16项、美国专利1项,在《科学》等期刊上发表论文200余篇,出版《石墨烯》、《碳纳米管》著作2部。获国际先*进材料协会“AdvancedMaterialsScienceandTechnology”奖。“功能石墨烯分离膜在水处理中的应用”项目获中国国际石墨烯创新创业大赛一等奖,“碳纳米管宏观体的研究”项目获国家自然科学二等奖、教育部自然科学一等奖,“石墨烯结构设计与应用技术研究”项目获高等学校科学研究优*秀成果自然科学二等奖。近年来在石墨烯制备、传感器、水处理膜材料等领域开展了广泛深入的合作研发,部分产品已实现示范应用。

精彩书摘

《石墨烯传感器及其在物联网中的应用》涵盖了石墨烯应用于传感器领域的优势、石墨烯传感器的分类、石墨烯传感器的工作特性、石墨烯光电探测器、石墨烯力学传感器、石墨烯化学传感器、石墨烯湿度传感器及石墨烯传感器的未来发展趋势等内容,其中部分数据源于作者的研究成果,同时查阅和参考了大量中外最新文献,内容系统完善,可借鉴性强。 《石墨烯传感器及其在物联网中的应用》可供从事石墨烯研究和传感器研究的科研人员参考。

目录

第1章绪论/001
1.1石墨烯的发现与结构002
1.2石墨烯的性能004
1.2.1电学性能005
1.2.2力学性能005
1.2.3光学性能006
1.2.4热学性能006
1.3石墨烯应用于传感器领域的优势007
本章小结008
参考文献009

第2章石墨烯传感器研究与发展概况/011
2.1石墨烯传感器的分类011
2.2石墨烯传感器的工作特性012
2.2.1静态特性012
2.2.2动态特性014
2.2.3时间稳定性016
2.2.4工作条件的适应性017
2.3石墨烯传感器的研究概况017
2.3.1石墨烯光电探测器017
2.3.2石墨烯力学传感器018
2.3.3石墨烯液体传感器020
2.3.4石墨烯气体传感器021
2.3.5石墨烯湿度传感器023
2.4石墨烯传感技术的发展趋势024
本章小结025
参考文献025

第3章石墨烯光电探测器/027
3.1石墨烯光电探测器的研究现状027
3.1.1原理与分类028
3.1.2应用领域028
3.1.3材料选择与设计030
3.2石墨烯/硅异质结型光电探测器039
3.2.1器件模型039
3.2.2能带结构及工作原理040
3.2.3性能检测及评估指标042
3.2.4性能测试系统044
3.3界面氧化层改进石墨烯/硅异质结光电探测器044
3.3.1界面氧化层的引入045
3.3.2制备方法047
3.3.3模型分析048
3.3.4光电探测器性能分析050
3.4二氧化钛纳米粒子增强石墨烯/硅异质结紫外探测060
3.4.1器件模型061
3.4.2二氧化钛纳米粒子对器件紫外探测性能的影响064
3.4.3能带结构及机制分析070
3.4.4二氧化钛层厚度对性能的影响071
3.5还原氧化石墨烯/硅异质结光电探测器073
3.5.1制备方法073
3.5.2还原温度对石墨烯薄膜性能的影响074
3.5.3还原温度对器件性能的影响079
3.5.4器件在不同工作条件下的性能表现085
3.5.5还原氧化石墨烯/硅异质结的结特性087
3.5.6还原氧化石墨烯/硅异质结的1/f噪声特性091
本章小结093
参考文献094

第4章石墨烯力学传感器/101
4.1石墨烯力学传感器的研究现状102
4.1.1研究背景102
4.1.2原理与分类103
4.1.3材料选择与设计106
4.2石墨烯力学传感性质111
4.2.1完美晶格石墨烯111
4.2.2多晶石墨烯113
4.2.3石墨烯宏观体114
4.2.4性能检测及评估指标116
4.3类鱼鳞结构石墨烯薄膜力学传感器119
4.3.1制备方法及器件组装120
4.3.2形貌调控121
4.3.3性能测试122
4.4编织结构石墨烯力学传感器124
4.4.1制备方法及器件组装125
4.4.2性能测试125
4.4.3机制分析131
4.5三维多孔结构石墨烯力学传感器142
4.5.1制备方法142
4.5.2各向异性大孔石墨烯力学传感行为及机理147
4.5.3球形大孔石墨烯力学传感行为及机理150
4.6石墨烯基电子皮肤151
4.6.1分布式力信号探测151
4.6.2微小变形的探测154
4.6.3大变形的探测161
本章小结163
参考文献163

第5章石墨烯化学传感器/171
5.1石墨烯化学传感器的研究现状171
5.1.1研究背景171
5.1.2原理与分类172
5.1.3研究现状172
5.2石墨烯试纸液体传感器173
5.2.1制备方法174
5.2.2结构表征176
5.2.3液体识别系统177
5.2.4液体识别原理181
5.2.5液体识别中的应用185
5.2.6饮品质量检测中的应用191
5.3还原氧化石墨烯/硅异质结气体传感器194
5.3.1器件模型194
5.3.2伏安特性在不同气体中的变化195
5.3.3电流响应在不同气体中的变化197
5.3.4电流响应随气体流量的变化199
5.3.5电流响应随气体浓度的变化201
5.3.6电流响应随时间和偏压的变化202
本章小结203
参考文献203

第6章石墨烯湿度传感器/207
6.1石墨烯湿度传感器的研究现状207
6.1.1研究背景207
6.1.2原理与分类208
6.1.3研究现状208
6.2褶皱石墨烯湿度传感器211
6.2.1褶皱石墨烯的制备与转移211
6.2.2褶皱石墨烯的表面形貌表征214
6.2.3褶皱石墨烯的光谱表征215
6.2.4褶皱石墨烯的电阻、透光率与润湿度表征217
6.2.5传感器件的制备及测试方法219
6.3湿度传感的特点与机制221
6.3.1表面均匀微水滴的形成221
6.3.2表面均匀微水滴的快速蒸发223
6.3.3湿度传感机制226
6.3.4湿度传感器的响应幅度229
6.3.5湿度传感器的响应回复速度230
6.3.6湿度传感器的稳定性232
6.4在呼吸监测与动作传感中的应用235
6.4.1可穿戴呼吸监测传感器235
6.4.2基于体表水分蒸发的动作传感器239
本章小结241
参考文献242

第7章石墨烯传感器的未来/245
7.1发现新传感机理246
7.2智能化246
7.3仿生化247
7.4柔性化249
7.5网络化250
7.6石墨烯传感器在物联网中的应用251
本章小结253
参考文献253

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