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第一章 纳米科学与技术概述1

1.1 纳米科学与技术的特点1

1.2 纳米科学与技术的发展1

1.3 发展纳米科学与技术的理论基础5

1.4 发展纳米科技的重要性和各国纳米科技的发展情况9

复习思考题12

参考文献13

第二章 扫描隧道显微镜14

2.1 扫描隧道显微镜发明前微观表面形貌检测技术的发展14

2.2 扫描隧道显微镜的发明20

2.3 扫描隧道显微镜的基本工作原理23

2.4 隧道效应的原理及检测机理分析27

2.5 探针针尖曲率半径对隧道电流和测量灵敏度的影响30

2.6 STM图像的分析和各因素对测量结果的影响34

2.7 STM的探针尖及其制备处理技术41

2.8 STM的扫描微进给系统50

2.9 STM的粗调系统57

2.10 STM的隔振系统61

2.11 STM在不同环境条件下的应用67

复习思考题72

参考文献72

第三章 原子力显微镜74

3.1 原子力显微镜简介74

3.2 原子力显微镜的测量和扫描模式78

3.3 探针-试件间的作用力82

3.4 毛细力和AFM在液体中测量90

3.5 影响AFM测量精度的若干问题分析95

3.6 AFM的微悬臂和针尖100

3.7 AFM针尖作用力和悬臂变形位移的测量109

3.8 微悬臂的激振113

3.9 AFM的多微悬臂阵列122

3.10 多功能扫描探针显微镜126

复习思考题131

参考文献131

第四章 摩擦力、磁力等显微镜133

4.1 多种扫描探针显微镜的出现和发展133

4.2 摩擦力显微镜的发展和摩擦力检测的基本原理134

4.3 FFM的微悬臂及其受力形变检测137

4.4 摩擦力显微镜使用举例139

4.5 磁力显微镜的提出和发展146

4.6 磁力显微镜的工作原理148

4.7 测量作用磁力的力调制技术法151

4.8 磁力显微镜检测作用的磁力时受其他力干扰的分析156

4.9 磁力显微镜的测量分辨率159

4.10 MFM的探针针尖和微悬臂162

4.11 MFM图像的分析和其他磁测量仪器的对比164

4.12 磁力显微镜的应用举例167

4.13 静电力显微镜173

4.14 其他扫描探针显微镜178

4.15 光子扫描隧道显微镜和近场光学扫描显微镜180

复习思考题182

参考文献182

第五章 纳米材料184

5.1 纳米材料的发展与纳米材料定义184

5.2 纳米颗粒（微粉）材料186

5.3 纳米微粒材料（零维纳米材料）的制造技术196

5.4 纳米薄膜材料206

5.5 纳米块体材料211

5.6 原子团簇和碳纳米管217

5.7 纳米复合材料241

复习思考题245

参考文献245

第六章 纳米级精密测量技术247

6.1 纳米级的尺寸精度和位移的测量方法247

6.2 纳米级精度的多维尺寸测量250

6.3 纳米级表面形貌的测量253

6.4 超精密测量的环境条件255

6.5 提高三维测量系统测量精度需注意的问题258

复习思考题261

参考文献261

第七章 纳米级超精密加工和原子操纵技术262

7.1 纳米级加工的物理实质和特点262

7.2 超精密机械加工技术264

7.3 纳米切削的分子动力学模拟268

7.4 三束加工技术272

7.5 原子操纵技术的发展和操纵机理的探析279

7.6 原子操纵——搬迁移动原子281

7.7 原子操纵——提取去除原子和放置增添原子285

7.8 SPM进行纳米级加工的分析和用探针尖直接进行雕刻加工289

7.9 用SPM进行连续原子操纵来加工微结构295

7.10 用SPM针尖电场电流的物理化学效应来加工微结构297

7.11 SPM对Si表面氢原子吸附和脱附的操纵301

7.12 使用SPM的其他纳米级精密加工303

复习思考题305

参考文献305

第八章 纳米级表层物理力学性能检测和纳米摩擦学306

8.1 纳米级表层物理力学性能的显微力学探针检测法306

8.2 材料极薄表层物理力学性能的实际检测311

8.3 纳米摩擦学的提出317

8.4 纳米摩擦学研究使用的实验测试仪器319

8.5 纳米级摩擦副材料和摩擦表面形态324

8.6 边界润滑与分子膜328

8.7 薄膜润滑338

8.8 平滑界面的微摩擦形态344

8.9 纳米摩擦学的分子动力学模拟354

复习思考题356

参考文献356

第九章 纳米电子学358

9.1 概述358

9.2 微电子技术过去30年的发展和面临的限制359

9.3 纳米电子学和纳米电器件的出现363

9.4 量子电器件的主要特征364

9.5 量子电系统的基础元件367

9.6 纳米级单电子晶体管369

9.7 分子电子学和分子电器件375

9.8 原子电器件383

9.9 纳米电器件的集成和量子计算机387

9.10 三代电子器件的比较和纳米电子集成电路的探索393

复习思考题396

参考文献396

第十章 微型机械和微型机电系统397

10.1 微型机械和微型机电系统的提出397

10.2 微机械和微机电系统的理论基础399

10.3 微机械常用的材料406

10.4 微机械和微机电系统的技术基础412

10.5 微传感器420

10.6 微致动器432

10.7 微型机器人439

10.8 微型惯性仪表（导航仪）444

10.9 微飞行器455

10.10 微型卫星466

复习思考题473

参考文献474

第十一章 微型机械和微机电系统的制造475

11.1 微机械与微机电系统的制造技术简介475

11.2 集成电路的制造过程简介478

11.3 微机械器件的薄膜制造技术481

11.4 光刻工艺中的曝光技术485

11.5 光刻工艺中的化学刻蚀技术495

11.6 LIGA技术500

11.7 牺牲层工艺技术509

11.8 微器件基板的键合技术512

11.9 精微机械加工和特种加工等在微机电系统制造中的应用518

复习思考题525

参考文献525