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第1章 压电电子学和压电光电子学导论1

1.1以多样性和多功能性超越摩尔定律1

1.2入机交互界面2

1.3压电电子学和压电光电子学的物理基础：压电势3

1.4压电电子学领域的创立6

1.5压电电子学效应6

1.5.1压电电子学效应对金属-半导体接触的作用7

1.5.2压电电子学效应对p-n结的作用10

1.6压电光电子学效应11

1.7适用于压电电子学研究的一维纤锌矿纳米结构12

1.8展望14

参考文献16

第2章 纤锌矿结构半导体材料中的压电势19

2.1支配方程19

2.2前三阶微扰理论20

2.3垂直纳米线的解析解22

2.4横向弯曲纳米线的压电势24

2.5横向弯曲纳米线的压电电势测量26

2.6轴向应变纳米线内的压电势27

2.7掺杂半导体纳米线中的平衡电势30

2.7.1理论框架30

2.7.2考虑掺杂情况时压电势的计算32

2.7.3掺杂浓度的影响36

2.7.4载流子类型的影响40

2.8压电势对局域接触特性的影响40

2.8.1理论分析41

2.8.2实验验证43

2.9电流传输的底端传输模型45

参考文献46

第3章 压电电子学基本理论48

3.1压电电子学晶体管与传统场效应晶体管的比较48

3.2压电势对金属-半导体接触的影响50

3.3压电势对p-n结的影响51

3.4压电电子学效应的理论框架53

3.5一维简化模型的解析解54

3.5.1压电p-n结55

3.5.2金属-半导体接触57

3.5.3金属-纤锌矿结构半导体接触59

3.6压电电子学器件的数值模拟60

3.6.1压电p-n结60

3.6.2压电晶体管63

3.7总结66

参考文献66

第4章 压电电子学晶体管68

4.1压电电子学应变传感器68

4.1.1传感器的制备和测量68

4.1.2压电纳米线内应变的计算70

4.1.3传感器的机电特性表征70

4.1.4应用热电子发射-扩散理论的数据分析72

4.1.5压阻和压电效应效果的区分73

4.1.6压电电子学效应引起的应变系数剧增74

4.2压电二极管75

4.2.1压电电子学效应引起的欧姆接触到肖特基接触的转变76

4.2.2肖特基势垒变化的定量分析78

4.2.3压电电子学二极管工作机制80

4.2.4压电电子学机电开关81

4.3基于垂直纳米线的压电晶体管82

4.3.1反向偏置接触82

4.3.2正向偏置接触84

4.3.3两端口压电电子学晶体管器件85

4.4总结87

参考文献87

第5章 压电电子学逻辑电路及运算操作89

5.1应变门控晶体管89

5.1.1器件制备89

5.1.2基本原理92

5.2应变门控反相器93

5.3压电电子学逻辑运算96

5.3.1与非门和或非门（NAND和NOR）96

5.3.2异或门（XOR）98

5.4总结100

参考文献100

第6章 压电电子学机电存储器103

6.1器件制备103

6.2机电存储器原理105

6.3温度对存储器性能的影响108

6.4机电存储器中的压电电子学效应111

6.5可复写的机电存储器114

6.6总结116

参考文献116

第7章 压电光电子学理论119

7.1压电光电子学效应的理论框架119

7.2压电光电子学效应对发光二极管的影响120

7.2.1压电发光二极管简化模型的解析解121

7.2.2压电p-n结发光二极管器件的数值模拟123

7.3压电光电子学效应对光电传感器的影响125

7.3.1正偏肖特基接触的电流密度126

7.3.2反偏肖特基接触的电流密度126

7.3.3光激发模型126

7.3.4压电电荷和压电势方程127

7.3.5压电光电子学效应对双肖特基接触结构的影响128

7.3.6金属-半导体-金属光电探测器的数值模拟129

7.4压电光电子学效应对太阳能电池的影响131

7.4.1基本方程132

7.4.2基于p-n结的压电太阳能电池133

7.4.3金属-半导体肖特基接触型太阳能电池138

7.5总结139

参考文献140

第8章 压电光电子学效应在光电池中的应用142

8.1金属-半导体接触光电池142

8.1.1实验方法142

8.1.2基本原理143

8.1.3光电池输出的优化145

8.1.4理论模型147

8.2 p-n异质结太阳能电池149

8.2.1压电势对太阳能电池输出的影响150

8.2.2压电电子学模型153

8.3增强型硫化亚铜（Cu2 S）/硫化镉（CdS）同轴纳米线太阳能电池154

8.3.1光伏器件设计155

8.3.2压电光电子学效应对输出的影响158

8.3.3理论模型160

8.4异质结核壳纳米线的太阳能转换效率162

8.5总结165

参考文献166

第9章 压电光电子学效应在光电探测器中的应用168

9.1测量系统设计168

9.2紫外光传感器的表征169

9.3压电光电子学效应对紫外光灵敏度的影响171

9.3.1实验结果171

9.3.2物理模型173

9.4压电光电子学效应对可见光探测器灵敏度的影响177

9.4.1实验结果及与计算结果的比较177

9.4.2压阻效应的影响179

9.4.3串联电阻的影响179

9.5压电光电子学光电探测的评价标准180

9.6总结180

参考文献181

第10章 压电光电子学效应对发光二极管的影响182

10.1发光二极管的制备和测量方法182

10.2发光二极管的表征184

10.3压电效应对发光二极管效率的影响185

10.4压电极化方向的效应187

10.5注入电流与施加应变之间的关系188

10.6发光光谱和激发过程188

10.6.1异质结能带图188

10.6.2受应变发光二极管的发光光谱189

10.7压电光电子学效应对发光二极管的影响190

10.7.1基本物理过程190

10.7.2应变对异质结能带的影响192

10.8应变对光偏振的影响195

10.9 p型氮化镓薄膜的电致发光特性198

10.9.1压电光电子学效应对发光二极管的影响199

10.9.2理论模型201

10.9.3发光特性分析202

10.10总结205

参考文献206

第11章 压电光电子学效应在电化学过程和能源存储中的应用208

11.1光电化学过程的基本原理208

11.2压电势对光电化学过程的影响209

11.3光电化学太阳能电池210

11.3.1电池设计210

11.3.2压电光电子学效应对光电化学过程的影响211

11.4压电势对机械能到电化学能量转化过程的影响212

11.4.1自充电功率源器件的工作原理212

11.4.2自充电功率源器件的设计215

11.4.3自充电功率源器件的性能217

11.5总结219

参考文献220

附录221

附录1王中林小组2006～2012年间发表的有关纳米发电机、压电电子学和压电光电子学方面的文章221

附录2缩写词230