石墨烯基納米材料導論

Luis+E.F.Foa+Torres

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構材料，其應用價值極高。文中介紹了石墨烯基納米材料的相關內(nèi)容，包括它們的電學特性、量子輸運、應用等內(nèi)容。其中量子輸運是重點內(nèi)容，作者對一些簡單模型的分析和對比，對一些多尺度量子輸運說明，為讀者詳盡地呈現(xiàn)出了石墨烯基納米材料的量子輸運性質(zhì)。

本書共含8章：1.碳基納米結構導論：從碳原子構型特點出發(fā)介紹了碳構成結構及其相關雜化性質(zhì)，進而引入了對碳納米結構的一般性介紹；2.碳基納米結構的電學性質(zhì)：此部分對石墨烯、少層石墨烯、石墨烯納米帶、碳納米管等碳基納米結構的電學性質(zhì)進行了分析，并總結了石墨烯中的自旋軌道耦合、低維石墨烯基材料中的磁效應及其中的缺陷和失諧；3.量子輸運的一般性概念：朗道理論、波爾茲曼半經(jīng)典理論、庫伯公式等重要理論，量子輸運的重要概念和應用在此部分得到了充分的論述；4.石墨烯及相關材料中的克萊因隧道效應和彈道輸運效應；5.無序石墨烯基材料中的量子輸運，從彈性平均自由程、量子霍爾效應等方面介紹了石墨烯基材料中的量子輸運；進而對不同的無序結構進行分析，包括多晶石墨烯、非晶石墨烯等；6.直流以外的量子輸運：研究的原因、絕熱近似以及福洛開理論是本部分的理論基礎；另外作者通觀了碳基材料中的交流輸運，并對交流輸運和激光對石墨烯電學性質(zhì)的影響進行了分析；7.石墨烯基材料中的從頭算（ab initio），全電子的非經(jīng)驗計算方法。即根據(jù)物理模型的三個基本近似，采用數(shù)學上的變分或微擾近似方法，不借助任何經(jīng)驗參數(shù)而全部嚴格計算分子積分以求解全電子體系的薛定諤方程的方法。方法和多尺度量子輸運：文中對化學摻雜的碳納米管、具有吸附原子缺陷的二維無序石墨烯和石墨烯中的結構點缺陷進行了介紹和分析；并對一維碳納米結構中的從頭算量子輸運進行了詳細的討論；8.應用：對石墨烯基納米材料各方面現(xiàn)有的和潛在的應用進行了介紹。全書正文后附密度泛函理論和多體微擾理論等4個附錄。

本書內(nèi)容極具針對性，需要讀者具備較深的物理學知識，尤其是對量子力學和固體物理等課程具有較高的要求，較適合物理學和材料學方面的科研人員和相關從業(yè)人員進行閱讀和學習。

方智，碩士研究生

（中國科學院理化技術研究所）