本書介紹基于電學測量的單分子尺度研究的現(xiàn)狀與所涉及的基礎知識和技術。主要包括單分子電子學的簡述、相關的器件構(gòu)筑技術、精密測量技術、數(shù)據(jù)挖掘技術和理論模擬方法，以此為基礎，對單分子電子學研究的前沿科學問題包括量子干涉效應、光電化學、電化學和電場調(diào)控等進行了綜述和展望。本書著重闡述基于電學測量的單分子尺度科學研究及其相關的工程技術背景。
洪文晶，廈門大學化學化工學院教授、副院長，主要從事新一代碳基信息器件研究和面向戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的工業(yè)智能應用研發(fā)。2007年于廈門大學獲得工學學士學位，2009年于清華大學獲得理學碩士學位，2013年于瑞士伯爾尼大學獲博士學位后從事博士后研究并擔任研究組長。
第一章 分子電子學概述
1.1 分子電子學的發(fā)展歷史
1.2 分子電子學的研究對象
1.3 分子電子學的前景展望
第二章 單分子電子學的物理背景
2.1 介觀體系的量子力學屬性
2.2 介觀體系的特征尺寸效應
2.3 介觀體系的電輸運性質(zhì)
第三章 單分子電子學的器件構(gòu)筑技術
3.1 單分子器件構(gòu)筑技術的歷史沿革
3.2 單分子裂結(jié)技術
3.3 面向單分子器件的分子設計
第四章 單分子電子學的精密測量技術
4.1 高靈敏度電學測量的實現(xiàn)
4.2 電學技術與光學測量技術的聯(lián)用
4.3 電學技術與力學測量技術的聯(lián)用
4.4 電學技術與熱學測量技術的聯(lián)用
第五章 單分子電子學的數(shù)據(jù)挖掘技術
5.1 電流信號分析
5.2 噪聲分析
5.3 統(tǒng)計分析算法
5.4 基于人工智能算法的數(shù)據(jù)挖掘技術
第六章 單分子電輸運的理論模擬
6.1 第一性原理模型
6.2 分子電子器件建模
6.3 分子電輸運的計算
第七章 單分子電輸運的量子干涉效應
7.1 量子干涉的機理
7.2 量子干涉的實驗觀察
7.3 量子干涉的調(diào)控
7.4 量子干涉的應用
第八章 單分子電輸運的電化學門控
8.1 單分子電輸運的電化學門控原理
8.2 非法拉第電位區(qū)間的電化學門控
8.3 氧化還原活性分子的電化學門控
8.4 現(xiàn)有電化學門控理論的沖突和展望
第九章 單分子尺度光電化學
9.1 單分子尺度的光控電輸運
9.2 單分子尺度的電致發(fā)光現(xiàn)象
9.3 單分子尺度的拉曼譜學聯(lián)用測量
9.4 分子電子等離激元光子學
第十章 單分子尺度的反應
10.1 單分子尺度化學反應的電學表征
10.2 基于單分子尺度化學反應的分子結(jié)電輸運調(diào)控
10.3 單分子化學反應的電場催化
10.4 單分子尺度的化學反應動力學
第十一章 超分子的電輸運
11.1 單分子尺度的超分子化學
11.2 依賴非共價相互作用的電輸運
11.3 生物體系的電輸運
第十二章 單分子測序
12.1 DNA的結(jié)構(gòu)
12.2 基因測序技術的發(fā)展
12.3 隧穿電流單分子測序的基本原理與方法
12.4 隧穿電流測序的數(shù)據(jù)處理方法
12.5 總結(jié)和展望
第十三章 基于單分子器件的量子計算研究
13.1 電子自旋量子比特
13.2 電子自旋量子比特的發(fā)展
13.3 展望
參考文獻
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