前辅文
 第一篇 化学吸附: 化学键-能带-势垒
  第1章 第一篇绪论
   1.1 内容概览
   1.2 表面化学吸附概述
   1.3 现存问题
    1.3.1 化学键本质和成键动力学
    1.3.2 原子化合价调制
    1.3.3 谱学一致性
    1.3.4 表面重构驱动力
    1.3.5 功函数和内势变化
    1.3.6 成键主控因素
   1.4 本篇主旨
   参考文献
  第2章 化学键-能带-势垒(3B)关联理论
   2.1 基本概念
    2.1.1 化学键: 原子间作用势和电子在能量和实空间的分布
    2.1.2 化学吸附的成键环境
    2.1.3 成键效应与非键类型
    2.1.4 表面键收缩
   2.2 电负性元素的吸附成键: 四面体结构化学键
   2.3 能带结构: 价带态密度特征
   2.4 表面势垒与形貌
   2.5 总结
   参考文献
  第3章 原子化合价及键结构的STM 和LEED 表征
   3.1 相序
   3.2 O￣Cu(001)ꎬ (110)ꎬ (111)
    3.2.1 O￣Cu(001)
    3.2.2 O￣Cu(110)
    3.2.3 O￣Cu(111)
    3.2.4 O￣Cu(001)的VLEED 表征
    3.2.5 O￣Cu(110)的XRD 表征
    3.2.6 小结
   3.3 O￣(Rhꎬ Pd)(110)
    3.3.1 STM 形态学和结晶学
    3.3.2 化学键和原子化合价的表述公式
   3.4 O￣(Coꎬ Ru)(101- 0)表面的三相序
    3.4.1 STM 形态学和结晶学
    3.4.2 化学键和原子化合价的表述公式
   3.5 O￣Rh(111)和O￣Ru(0001)
    3.5.1 STM 形态学和结晶学
    3.5.2 化学键和原子化合价的表述公式
   3.6 O￣(Agꎬ V)(001)
    3.6.1 O￣Ag(001)
    3.6.2 O￣V(001)
   3.7 O￣Rh(001)和(Nꎬ C)￣Ni(001)
    3.7.1 实验现象
    3.7.2 <11>向菱形链的表述公式
    3.7.3 驱动力和键应力的定量表征
   3.8 Cu3C2H2 分子
   3.9 总结
   参考文献
  第4章 价带态密度的STS 和PES 表征
   4.1 基本概念
    4.1.1 STS
    4.1.2 PES､IPES 和XPS
    4.1.3 DOS 特征的普适性
   4.2 关于DOS 特征的说明
   4.3 氮化物的价带DOS
   4.4 总结
   参考文献
  第5章 键性和键强的TDS 表征
   5.1 TDS 与功函数的关系
   5.2 说明
   5.3 总结
   参考文献
  第6章 非键相互作用的EELS 和Raman 表征
   6.1 偶极子振动的EELS 表征
   6.2 氧化物､氮化物及生物分子中孤对电子的Raman 表征
   6.3 总结
   参考文献
  第7章 化学键的形成与转变动力学
   7.1 氧化物四步成键动力学
   7.2 氧浮动和扩散所致键转变
   7.3 总结
   参考文献
  第8章 材料与工序的设计
   8.1 氮致反常物性
   8.2 群对称性: 腐蚀与防腐
   8.3 孤对电子相互作用: 高弹性和高强度
   8.4 极化: 电磁调制
   8.5 带隙调制: 光致发光
    8.5.1 N 原子受主: 电子-空穴对的产生
    8.5.2 氧化物的蓝光发射
   8.6 功函数: 场发射
   8.7 几何选择性: 金刚石的氧化
   8.8 金刚石-金属结合性能强化
   8.9 展望: 分子官能团
    8.9.1 B￣､C￣､N￣､O￣和F￣诱导高TC 超导性
    8.9.2 CF4 在人造血液中的抗凝血功能
    8.9.3 NO 信号和活体细胞
   8.10 总结
   参考文献
  第9章 第一篇结束语
   9.1 基本理论
    9.1.1 表面本征行为
    9.1.2 化学键性质和成键动力学
    9.1.3 氧化物四面体的取向特性
    9.1.4 吸附成键的主要特征
    9.1.5 重构驱动力
    9.1.6 成键主控因素
   9.2 实验技术的功能拓展
    9.2.1 STM 和STS
    9.2.2 PES､TDS､EELS 和VLEED
   9.3 应用前景
   9.4 一些建议
   参考文献
 第二篇 纳米固体尺度效应
  第10章 第二篇绪论
   10.1 内容概览
   10.2 尺寸效应概述
   10.3 主要挑战
   10.4 本篇主旨
   参考文献
  第11章 键弛豫(BOLS)与非键电子极化(NEP)理论
   11.1 断键理论
    11.1.1 势垒限域
    11.1.2 原子低配位
   11.2 键长与键能弛豫
    11.2.1 原子配位数-原子半径关系
    11.2.2 BOLS 的相关符号
    11.2.3 泡令的相关符号
    11.2.4 BOLS 的物理意义
    11.2.5 BOLS 的化学意义
   11.3 非键电子极化
    11.3.1 非键电子的作用
    11.3.2 非键电子的极化
   11.4 形状与尺寸效应
    11.4.1 核-壳模型: 表体比
    11.4.2 局域键平均近似
   11.5 尺度关系
    11.5.1 LBA 尺度关系
    11.5.2 表体比
   11.6 总结
   参考文献
  第12章 固体表皮的键弛豫和致密化
   12.1 表皮键弛豫
    12.1.1 单层弛豫
    12.1.2 多层弛豫
   12.2 液相表皮､气相和界面键弛豫
   12.3 纳米固体致密化
    12.3.1 典型实例
    12.3.2 可能的物理机制
    12.3.3 BOLS 表述
    12.3.4 应变诱导的刚度强化
   12.4 能量钉扎
   12.5 总结
   参考文献
  第13章 端态和边界态的钉扎与极化效应
   13.1 原子链､纳米线和纳米团簇
    13.1.1 量子钉扎与极化
    13.1.2 钉扎无极化的Co 和Pt
   13.2 单层石墨和石墨带边界
    13.2.1 缺陷和边界: 钉扎及极化
    13.2.2 单层薄膜: 钉扎无极化
    13.2.3 配位数与键能的关系
    13.2.4 狄拉克-费米极化子
   13.3 总结
   参考文献
  第14章 热稳定性与原子结合能
   14.1 结合能
    14.1.1 基本概念
    14.1.2 现有模型
    14.1.3 BOLS 表述
    14.1.4 原子空位的形成
   14.2 固液相变
    14.2.1 过冷: 表面预熔
    14.2.2 过热: 界面效应
    14.2.3 BOLS 表述
    14.2.4 验证: 液化与气化
    14.2.5 固体熔点的尺寸效应
    14.2.6 小结
   14.3 固体相变
    14.3.1 实验现象
    14.3.2 BOLS 表述
    14.3.3 验证: 临界尺寸
   14.4 扩散和晶体生长
    14.4.1 扩散率
    14.4.2 晶体生长
    14.4.3 晶体尺寸和禁带宽度的热调控
   14.5 总结
   参考文献
  第15章 声子弛豫及晶格动力学
   15.1 引言
    15.1.1 光学声子硬化
    15.1.2 光学声子软化
   15.2 BOLS 表述
    15.2.1 振动模式
    15.2.2 振动频率
    15.2.3 频移尺寸效应
   15.3 实验验证
    15.3.1 光学模与二聚体的振动频率
    15.3.2 低频拉曼振动频率
    15.3.3 表面原子振动的振幅与频率
   15.4 总结
   参考文献
  第16章 电子的钉扎与极化
   16.1 实验观测
    16.1.1 芯能级偏移
    16.1.2 经典模型
   16.2 BOLS-TB 表述
    16.2.1 哈密顿量和能级分裂
    16.2.2 配位数效应解析
   16.3 配位数与电子结合能
    16.3.1 表面分辨量子钉扎
    16.3.2 表面能
   16.4 纳米固体的芯能级偏移
    16.4.1 表面､尺寸及边界势阱
    16.4.2 势阱的芯-壳模型辨析
    16.4.3 石墨烯的层数效应
    16.4.4 尺寸诱导极化
   16.5 电亲和势与功函数
    16.5.1 电亲和势的调制
    16.5.2 功函数的调制
   16.6 总结
   参考文献
  第17章 带隙展宽: 光发射与光吸收
   17.1 背景
   17.2 现有模型
   17.3 BOLS 表述
    17.3.1 能带形成
    17.3.2 哈密顿量微扰
   17.4 光发射和光吸收的过程
    17.4.1 电子-声子耦合作用
    17.4.2 带隙展宽
    17.4.3 光致发光蓝移
   17.5 带宽和带尾
    17.5.1 带宽: 电荷致密化
    17.5.2 带尾与表面态
   17.6 GNR 的带隙展宽
    17.6.1 实验与计算的差异
    17.6.2 杂质态
    17.6.3 边界量子钉扎
    17.6.4 色散线性化
   17.7 总结
   参考文献
  第18章 电子极化与介电调制
   18.1 背景
   18.2 BOLS 表述
    18.2.1 电子极化
    18.2.2 复介电常数
   18.3 实验验证
    18.3.1 介电调制
    18.3.2 光吸收蓝移
   18.4 总结
   参考文献
  第19章 纳米固体磁性调控: 低配位与热耦合
   19.1 背景
    19.1.1 实验观测
    19.1.2 现有机制
   19.2 BOLS 表述
    19.2.1 电荷局域化
    19.2.2 布里渊函数
   19.3 实验和计算验证
    19.3.1 Ni 薄膜的室温磁性
    19.3.2 蒙特卡罗模拟
   19.4 总结
   参考文献
  第20章 非键电子学新奇特性
   20.1 非键电子的重要性
   20.2 稀磁性: 缺陷钉扎偶极子
    20.2.1 纳米尺度非磁性金属
    20.2.2 石墨空位和GNR 边界
    20.2.3 氧化和氮化
    20.2.4 边界态与稀磁性
   20.3 导体-绝缘体转变: EG 拓展和表面等离子体
   20.4 催化的转变与强化
   20.5 超疏水､超流､超滑和超固态
    20.5.1 实验观测
    20.5.2 现有机制
    20.5.3 BOLS￣NEP 理论
    20.5.4 电悬浮
   20.6 电子能量的捕获
   20.7 总结
   参考文献
  第21章 第二篇结束语
   21.1 内容精要
   21.2 局限性
   21.3 展望
   参考文献
 第三篇 原子尺度多场固体力学
  第22章 第三篇绪论
   22.1 内容概览
   22.2 概述
    22.2.1 基本概念
    22.2.2 挑战
   22.3 本篇主旨
   参考文献
  第23章 多场耦合键弛豫理论
   23.1 键弛豫理论的压强､应变和温度拓展
    23.1.1 BOLS 公式
    23.1.2 热膨胀
    23.1.3 高温与低压近似
   23.2 多场耦合效应
   23.3 影响机械强度的主要因素
   23.4 总结
   参考文献
  第24章 液体与固体表面
   24.1 实验观测
    24.1.1 表面能量学: 经典概念
    24.1.2 固体表面: 表面硬化或软化
    24.1.3 液体表面: 弹性､吸附和热激发
   24.2 表面能量学的原子论
    24.2.1 出发点
    24.2.2 一些原子尺度的定义
   24.3 解析表达式
    24.3.1 表面能量参量
    24.3.2 弹性性质和屈服强度
   24.4 应变致表面弹性和应力
    24.4.1 键性质与表面曲率
    24.4.2 液体表面张力的温度效应
    24.4.3 固体表面应力诱导的弹性和强度
   24.5 吸附诱致表面应力-成键效应
    24.5.1 实验观测
    24.5.2 电子起源: 电荷钉扎和极化
   24.6 氮化增强弹性和硬度
    24.6.1 实验观测
    24.6.2 原子尺度机理阐释
   24.7 总结
   参考文献
  第25章 单原子链: 键的弛豫与断裂
   25.1 实验观测
    25.1.1 应变极限的温度效应
    25.1.2 现有机制
   25.2 T￣BOLS 表述
    25.2.1 链的熔化
    25.2.2 弹性和延展性
    25.2.3 应变极限
   25.3 化学键特性
    25.3.1 单原子链化学键特性
    25.3.2 比热容和断裂极限
    25.3.3 单原子链的形成判据
   25.4 总结
   参考文献
  第26章 单原子片､纳米管与纳米线
   26.1 实验观测
    26.1.1 刚度和弹性
    26.1.2 热稳定性和化学稳定性
   26.2 BOLS 表述
   26.3 实验验证
    26.3.1 C—C 键长的配位数效应
    26.3.2 C—C 键能及弹性
    26.3.3 弹性性能的尺寸效应
    26.3.4 CNT 的超塑性
   26.4 纳米线
    26.4.1 弹性和强度
    26.4.2 超塑性
    26.4.3 断裂模式
   26.5 总结
   参考文献
  第27章 纳米晶Ⅰ: 弹性与延展性
   27.1 相关机制
    27.1.1 尺寸效应
    27.1.2 温度效应
    27.1.3 压强效应
   27.2 TP￣BOLS 表述
    27.2.1 尺寸､压力和温度效应
    27.2.2 德拜温度和比热容
    27.2.3 拉曼频移与杨氏模量
   27.3 TP￣BOLS 理论预测
    27.3.1 弹性和延展性
    27.3.2 德拜温度和比热容
   27.4 弹性和振动频率的尺寸､压力及温度效应
    27.4.1 Au 和Ag 金属
    27.4.2 第Ⅳ族元素
    27.4.3 Ⅱ￣Ⅵ族化合物半导体
    27.4.4 Ⅲ￣Ⅴ族化合物半导体
    27.4.5 其他化合物半导体
   27.5 总结
   参考文献
  第28章 纳米晶Ⅱ: 屈服强度与塑性形变
   28.1 Hall￣Petch 关系(HPR)
   28.2 介观尺度模型
    28.2.1 HPR￣Ⅰ: 线性硬化
    28.2.2 IHPR￣Ⅱ: HPR 偏离
    28.2.3 IHPR￣Ⅲ: 软化
    28.2.4 HRP￣IHPR 转变
    28.2.5 最强晶粒尺寸
    28.2.6 IHPR 与Tm 的关系
   28.3 双重竞争机制的T￣BOLS 表述
   28.4 应用举例
    28.4.1 IHPR 的临界尺寸
    28.4.2 相变温度
    28.4.3 最强晶粒尺寸
    28.4.4 最强尺寸
    28.4.5 TC(x)和Tm(x)的尺寸效应
    28.4.6 准熔融态和超塑性
   28.5 弹性与硬度
   28.6 TC 的尺寸和压强效应
    28.6.1 已知参量
    28.6.2 相关机制
    28.6.3 BOLS 表述
    28.6.4 实例验证
   28.7 总结
   参考文献
  第29章 原子空位､纳米腔与泡沫金属
   29.1 实验观测
    29.1.1 原子空位和点缺陷
    29.1.2 纳米腔
    29.1.3 泡沫金属
   29.2 现有模型
   29.3 BOLS 表述
   29.4 验证实例
    29.4.1 临界尺寸与总能
    29.4.2 石墨烯键强
    29.4.3 弹性与热稳定性
    29.4.4 塑性与IHPR 现象
   29.5 总结
   参考文献
  第30章 化合物与纳米复合材料的异配位效应
   30.1 背景
    30.1.1 异质界面
    30.1.2 孪晶界
    30.1.3 纳米复合材料
    30.1.4 高熵合金
   30.2 机理
    30.2.1 界面相互作用主导机制
    30.2.2 离子性-键长-带隙主导机制
    30.2.3 键长与电荷转移主导机制
   30.3 BOLS 表述
   30.4 实例
    30.4.1 界面键收缩
    30.4.2 键性变化
    30.4.3 田氏系列
   30.5 界面能表征———XPS
    30.5.1 界面能的原子尺度定义
    30.5.2 界面的芯能移
    30.5.3 界面的键能
    30.5.4 能量密度和原子结合能
   30.6 总结
   参考文献
  第31章 第三篇结束语
   31.1 主要成果
   31.2 局限性
   31.3 展望
   参考文献
 附录
  附录A Cu3O2 四步成键动力学
  附录B 原子配位数-半径关系
  附录C 固体材料力学性能参数
  参考文献
 索引
 彩插