目錄
序
第1章 引言 1
參考文獻 3
第2章 **種碳：金剛石 6
2.1 金剛石的歷史 6
2.2 金剛石的結構和性質 8
2.2.1 金剛石的結構 8
2.2.2 金剛石的性質 9
2.3 金剛石的合成 10
2.3.1 高溫高壓合成金剛石 10
2.3.2 化學氣相沉積合成金剛石薄膜 11
2.3.3 其他合成技術 13
2.4 金剛石的應用 14
2.4.1 超硬材料 14
2.4.2 光學材料 14
2.4.3 半導體材料 15
2.4.4 量子材料 15
2.4.5 生物醫(yī)用材料 16
2.5 金剛石的同素異形體 17
2.5.1 六方金剛石 17
2.5.2 體心立方碳 23
2.5.3 新金剛石 25
參考文獻 26
第3章 第二種碳：石墨 30
3.1 石墨的歷史 30
3.2 石墨的結構和性質 32
3.2.1 石墨的結構 32
3.2.2 石墨的性質 33
3.3 石墨的制備 34
3.4 石墨的應用 35
3.4.1 耐高溫材料 35
3.4.2 導電材料 35
3.4.3 潤滑材料 36
3.4.4 核石墨 36
3.4.5 其他材料 37
3.5 石墨的同素異形體 37
3.5.1 富勒烯 37
3.5.2 碳納米管 40
3.5.3 石墨烯 44
參考文獻 47
第4章 第三種碳：白碳 49
4.1 白碳的研究歷史 49
4.2 白碳的分類和定義 59
4.3 白碳的結構和性質 62
4.3.1 白碳的結構 62
4.3.2 白碳的性質 71
4.4 白碳的同素異形體 73
4.4.1 碳鏈 73
4.4.2 碳環(huán) 78
參考文獻 81
第5章 白碳的合成 86
5.1 有機合成技術 86
5.1.1 傳統(tǒng)有機合成技術 86
5.1.2 新的有機合成技術：固態(tài)聚合 90
5.2 物理氣相合成 96
5.2.1 蒸發(fā)與凝聚 96
5.2.2 物理氣相沉積 102
5.3 化學氣相合成 106
5.3.1 有機聚合物熱解 106
5.3.2 等離子體熱解 107
5.3.3 化學氣相沉積 107
5.4 液相激光燒蝕合成白碳及其他亞穩(wěn)碳相 109
5.4.1 納米金剛石合成 109
5.4.2 新金剛石合成 119
5.4.3 C8納米晶合成 125
5.4.4 C8-like碳納米方塊合成 132
5.4.5 白碳納米晶合成 136
參考文獻 142
第6章 白碳晶體結構和性質 149
6.1 白碳晶體結構 149
6.1.1 白碳晶體結構表征 149
6.1.2 白碳晶體結構模型 150
6.1.3 碳鏈扭折結構的原子圖像 152
6.1.4 碳鏈間范德瓦耳斯作用 161
6.2 白碳晶體性質 168
6.2.1 熱穩(wěn)定性 168
6.2.2 電子結構和輸運特性 169
6.2.3 磁性 172
6.2.4 光學性質 179
6.2.5 鐵磁性 196
6.2.6 超導性 203
參考文獻 207
第7章 白碳納米晶的應用 212
7.1 可見光驅動的氣敏傳感器 212
7.1.1 材料制備與器件組裝 213
7.1.2 可見光驅動的室溫氣敏傳感特性 214
7.1.3 傳感物理機制 219
7.2 高溫深紫外光電探測器 222
7.2.1 材料光吸收特性 223
7.2.2 高溫深紫外光電響應 224
7.3 熒光和比色雙功能探針 229
7.3.1 實驗材料與表征技術 230
7.3.2 熒光猝滅和顯色活性 231
7.3.3 熒光猝滅和顯色特性的機理 235
7.4 光剪裁納米酶活性 237
7.4.1 材料制備與表征技術 238
7.4.2 過氧化物酶和超氧化物歧化酶活性 239
7.4.3 光致類氧化酶活性 242
7.4.4 類酶活性機制 243
7.5 富白碳碳膜機械能采集器 246
7.5.1 材料制備與表征技術 247
7.5.2 材料結構與性能 248
7.5.3 原理器件 253
參考文獻 257
第8章 總結與展望 264
8.1 金剛石 265
8.2 石墨 267
8.3 白碳 269
附錄 楊國偉研究組發(fā)表白碳相關的研究論文目錄 272
后記 275