传感材料与传感技术丛书·化学传感器：仿真与建模（第3卷·固态设备 下册 影印版） [Chemical Sensors：Simulation and Modeling. Volume3：Solid-State Devices] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[摩尔] 科瑞特森科韦（Korotcenkov，G.） 编

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• 建模
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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560349053

版次：1

商品编码：11649849

包装：平装

丛书名： 传感材料与传感技术丛书

外文名称：Chemical Sensors：Simulation and Modeling. Volume3：Solid-State Devices

开本：16开

出版时间：2015-01-01##

内容简介

　　This is the third of a new five-volume comprehensive reference work that provides computer simulation and modeling techniques in various fields of chemical sensing and the important applications for chemical sensing such as bulk and surface diffusion, adsorption, surface reactions, sintering, conductivity, mass transport, and interphase interactions.

作者简介

　　Ghenadii Korotcenkov, received his Ph.D. in Physics and Technology of Semiconductor Materials and Devices in 1976, and his Habilitate Degree (Dr.Sci.) in Physics and Mathematics of Semiconductors and Dielectrics in 1990. For a long time he was a leader of the scientific Gas Sensor Group and manager of various national and international scientific and engineering projects carried out in the Laboratory of Micro- and Optoelectronics, Technical University of Moldova. Currently, Dr. Korotcenkov is a research professor at the Gwangju Institute of Science and Technology, Republic of Korea.
　　Specialists from the former Soviet Union know Dr. Korotcenkov's research results in the field of study of Schottky barriers, MOS structures, native oxides, and photoreceivers based on Group IIIH-V compounds very well. His current research interests include materials science and surface science, focused on nanostructured metal oxides and solid-state gas sensor design. Dr. Korotcenkov is the author or editor of 11 books and special issues, 11 invited review papers, 17 book chapters, and more than 190 peer-reviewed articles. He holds 18 patents, and he has presented more than 200 reports at national and international conferences.
　　Dr. Korotcenkov's research activities have been honored by an Award of the Supreme Council of Science and Advanced Technology of the Republic of Moldova (2004), The Prize of the Presidents of the Ukrainian, Belarus, and Moldovan Academies of Sciences (2003), Senior Research Excellence Awards from the Technical University of Moldova (2001, 2003, 2005), a fellowship from the International Research Exchange Board (1998), and the National Youth Prize of the Republic of Moldova (1980), among others.

内页插图

目录

PREFACE
ABOUT THE EDITOR
CONTRIBUTORS
6 MODELING AND SIGNAL PROCESSING STRATEGIES FOR MICROACOUSTIC
CHEMICAL SENSORS
1 Sensing Principles of Microacoustic Chemical Sensors
1.1 Introduction
1.2 Microacoustic Chemical Sensors
2 Simulation and Modeling of Acoustic Wave Propagation, Excitation, and Detection
2.1 Analytical Solution to the Undisturbed Wave Propagation Problem
2.2 Analytical Solution to the Wave Excitation and Detection Problem
2.3 Finite-Element Method
2.4 Equivalent-Circuit Models
3 Sensor Steady-State Response
3.1 Perturbation Approaches
3.2 Temperature Effects
4 Sensor Dynamics
4.1 Linear Model
4.2 State-Space Description
5 Sensor Signal Processing
5.1 Suppression of Temperature Effects
5.2 Signal Processing Based on Linear Analytical Model
5.3 Wiener Deconvolution
5.4 Kalman Filter
5.5 Discussion of State-Space-Based Signal Processing
6 Summary
7 Nomenclature
References

7 HIERARCHICAL SIMULATION OF CARBON NANOTUBE ARRAY-BASED CHEMICAL SENSORS WITH ACOUSTIC PICKUP
1 Introduction
2 Simulation Levels of Nanodesign
3 Prototype of Hierarchical Simulation System for Nanodesign
4 Continual Simulation of SAW Propagation in a Layered Medium
5 Structure of Carbon Nanotubes and Adsoption Properties of CNT Arrays
5.1 Atomic Structure of Single- and Multiwalled Nanotubes
5.2 Quantum Mechanical Study of the Adsorption of Simple Gases on Carbon Nanotubes
5.3 Molecular Mechanics of Physical Adsorption of the Individual Molecules on the CNT
6 Simulation of a Carbon Nanotube Array-Based Chemical Sensor with an Acoustic Pickup
6.1 Molecular Dynamics Calculation of the Elastic Moduli of Individual Carbon Nanotubes
6.2 Molecular Dynamics Study of Distribution of Adsorbed Molecules in CNT Array Pores and Calculation of Acoustic Parameters of CNT Arrays
6.3 SAW Phase Velocity Change Due to Molecular Adsorption on CNT Arravs in SAW-Based Chemical Sensors
7 Conclusion
References

8 MICROCANTILEVER-BASED CHEMICAL SENSORS
9 MODELING OF MICROMACHINED THERMOELECTRIC GAS SENSORS
10 MODELING SIMULATION, AND INFORMATION PROCESSING FOR DEVELOPMENT OF A POLYMERIC ELECTRONIC NOSE SYSTEM

前言/序言

好的，这是一份针对您提供的书名《传感材料与传感技术丛书·化学传感器：仿真与建模（第3卷·固态设备 下册 影印版）》的图书简介，内容将围绕该丛书及化学传感器研究的更广泛领域展开，同时避免直接提及或描述该具体卷册的内容。 --- 传感材料与传感技术丛书：洞察前沿，构建未来智能感知体系 在当今科技飞速发展的时代，信息获取的精度与速度已成为衡量一个系统智能程度的关键指标。从环境监测、工业过程控制到生物医学诊断，无不依赖于对特定化学或物理信号的实时、准确捕获。《传感材料与传感技术丛书》旨在为该领域的研究人员、工程师和高层次学生提供一个系统、深入且与时俱进的知识平台，全面覆盖从基础理论到尖端应用的广阔图景。 本丛书定位于化学传感领域的前沿动态与核心技术攻关，汇集了全球顶尖学者的最新研究成果与深刻见解。它不仅是一套技术手册，更是一部引领未来传感技术发展方向的战略指南。丛书的编写紧密围绕“材料发现”、“器件设计”、“信号机制”以及“系统集成”这四大核心支柱展开，力求构建一个从微观机理到宏观应用的完整知识链条。 第一支柱：新颖传感材料的发现与理性设计 传感器的性能，其根基在于所选用的功能材料。本丛书对先进功能材料的关注是其鲜明的特色之一。 我们深入探讨了纳米结构材料在提高灵敏度和选择性方面所扮演的关键角色。例如，二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）因其极高的比表面积和独特的电子结构，在气体吸附和电荷转移过程中展现出的巨大潜力被详尽剖析。丛书讨论了如何通过表面修饰、掺杂工程和异质结构建等策略，精确调控材料的能带结构和反应活性位点，以期实现对特定目标物的超低浓度检测。 此外，丛书还广泛覆盖了有机-无机杂化材料、金属有机骨架（MOFs）以及共价有机框架（COFs）在化学传感中的应用。对于这些多孔、高结晶度的材料，重点阐述了其孔径分布、表面官能团与分析物分子间的分子识别机制，以及如何利用其独特的物理化学性质（如荧光猝灭、电导变化）进行高效传感。这部分内容强调了材料设计与性能之间的理性关联，指导研究者如何“按需设计”材料。 第二支柱：多模态传感机理与器件集成 化学传感器的物理实现形式多种多样，本丛书对不同类型的传感平台进行了细致的梳理和比较分析。 我们探讨了电化学传感技术的最新进展，包括伏安法、阻抗谱学在分析过程中的应用，并重点关注了新型电极材料（如碳纳米管、量子点修饰电极）如何显著提升检测的灵敏度和抗干扰能力。在光学传感领域，丛书详细论述了基于表面等离子体共振（SPR）、光纤光栅传感和荧光探针的原理与实现，特别是光子晶体和超表面结构在增强信号采集效率方面的创新应用。 对于质量敏感型传感器（如石英晶体微天平 QCM），丛书解析了界面分子吸附动力学对频率变化的影响机制。更重要的是，丛书强调了多模态集成的趋势——即将两种或多种传感机制（如电学与光学）耦合于同一平台，通过数据融合来克服单一传感器的局限性，实现更鲁棒、更可靠的识别结果。 第三支柱：信号获取、处理与环境适应性 一个成熟的传感系统，离不开高效的信号采集和可靠的数据解析能力。丛书在信号工程层面进行了深入探讨。 在数据采集方面，丛书阐述了如何设计低噪声、高精度的前端电路来应对微弱信号的挑战。在数据解析方面，本部分内容涵盖了从基础的信号去噪、基线漂移校正，到复杂的模式识别和机器学习在多组分混合物分离和背景干扰消除中的应用。通过建立数学模型来描述传感器对环境温度、湿度变化的敏感性，是确保传感器在真实、复杂环境下稳定工作的关键。丛书提供了从统计学角度分析传感器响应的系统方法论。 第四支柱：面向未来应用的跨学科整合 本丛书不仅关注基础研究，更将目光投向传感技术在实际场景中的落地应用。我们探讨了化学传感器如何驱动环境监测网络化，如何助力即时医疗诊断（Point-of-Care Testing, POCT）的发展，以及如何应用于食品安全快速筛查。 特别是对于生物传感领域，丛书详细分析了酶促反应、抗原抗体结合等生物学识别过程与电子信号输出之间的耦合界面工程。如何实现传感器的小型化、低功耗化和无线化，以满足物联网（IoT）对分布式传感器的需求，是丛书关注的重点之一。 总而言之，《传感材料与传感技术丛书》系列为专业读者提供了一张详尽的路线图，展示了从基础科学探索到工程化实现的完整路径。它致力于推动读者对化学传感领域的深刻理解，助力创新解决方案的诞生，最终服务于更安全、更健康、更智能化的未来社会。

评分☆☆☆☆☆

这本书的影印版性质，让我对印刷质量和图表清晰度略微有些担忧，不过既然是经典丛书，想必质量不会太差。我更感兴趣的是它对新型传感机制的探讨，比如基于二维材料或者量子点阵列的场效应晶体管（FET）型传感器。这些新兴领域的发展速度极快，标准的教科书往往更新不及时。如果这本书能够涵盖一些最新的仿真方法论，比如如何将机器学习的概念融入到参数辨识和模型修正中，那就太棒了。毕竟，固态传感器的材料参数非常敏感，依赖于固定参数的经典模型越来越难以应对复杂多变的真实环境。我希望能从中找到一些关于如何构建自适应、高鲁棒性模型的思路和框架，这样我的研究才能跟得上技术前沿的步伐。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的，那种深邃的蓝色调配上简洁的字体，让人一眼就觉得内容肯定不简单。我一直对新兴的材料科学和它们在实际应用中的潜力抱有浓厚的兴趣，特别是涉及到如何将微观世界的物理或化学变化转化为可测量的电信号。这本书的排版和插图看起来也很专业，虽然我还没深入阅读，但光是目录那一瞥，就感觉到作者在结构组织上的用心。特别是关于如何用理论模型来预测和优化传感器性能的部分，这正是当前很多研究中非常欠缺的一环。很多时候我们做实验只能靠“试错”，如果能有一个扎实的理论模型作为指导，那效率提升可就不是一点半点了。我期待这本书能在这方面提供一些具体的、可操作的指导，而不是仅仅停留在概念层面。我记得我以前读过几本相关的综述，它们大多是概念性的描述，缺乏深入的数学推导和实际的仿真案例，希望这本能填补这个空白，让我能够更好地理解固态器件的工作机理。

评分☆☆☆☆☆

从结构上看，这套丛书的第三卷专注于“固态设备”，这正是我目前研究的重点。我关注的焦点在于如何精确量化材料在应力、温度变化下的物理响应，并将其转化为电信号。很多时候，我们对这些物理量的耦合效应理解不够深入，导致仿真结果与实验数据存在较大偏差。这本书如果能提供一套系统的、多物理场耦合的建模方法论，那就非常有帮助了。我希望能看到关于如何处理复杂的几何结构和边界条件的详细讲解，比如如何有效地划分网格，以及如何选择合适的本构方程来描述材料的非线性行为。对于固态器件的可靠性评估而言，精确的仿真至关重要，它能帮助我们避免在错误的方向上投入大量的实验资源。我对它能提供的深入见解抱有很高的期望。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的时候，我首先被它的厚度给震慑住了，感觉手里捧着的不只是一本书，简直是一本工具箱。我主要关注的是那些关于界面效应和电荷传输机制的章节。现在的气体传感器研究，很多瓶颈都卡在如何精确理解和控制材料与待测物之间的相互作用上。如果这本书里能提供一些关于如何建立精确的量子力学模型来描述吸附过程，进而影响电学特性的方法，那对我接下来的研究方向将是巨大的启发。我特别想看看它在处理异质结结构时的仿真技巧，因为我们知道，很多高性能的传感器都是依赖于精心设计的界面结构来实现更高的灵敏度和选择性。仿真和建模的能力，说到底，就是将设计意图转化为可预测结果的能力，这比纯粹的实验探索要高效得多。希望它能有详尽的步骤解析，哪怕是针对某个特定材料体系的案例分析，都会非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一名偏向于应用开发的工程师，我更看重的是如何将理论模型快速地应用于实际产品的优化上。这本书的标题里提到了“仿真与建模”，这对我来说意味着我可以利用这些工具来预测不同工作温度、湿度条件下的器件漂移和老化问题。固态传感器的稳定性一直是工业界的心头大患，一个好的模型应该能帮我们提前预警这些潜在的失效模式。我尤其希望看到书中对噪声分析和信号处理的讨论，因为在实际应用中，低信噪比往往是决定产品成败的关键因素之一。如果能学到如何通过优化材料的微观结构来降低本征噪声，或者如何利用模型来设计更有效的滤波算法，那这本书的价值就无可估量了。我期待的不是一个高深的纯理论书籍，而是一本能让我“动手”起来，解决实际工程难题的指南。