Zastosowanie pojedynczych molekuł lub układów molekularnych do budowy elementów elektronicznych jest poważnym wyzwaniem dla inżynierów i naukowców, w chwili obecnej iw najbliższej przyszłości. Potrzeby te wynikają z konieczności miniaturyzacji obecnych układów elektronicznych; opartych przede wszystkim na strukturach nieorganicznych, oraz rozszerzenia możliwości zastosowań w praktyce nowych elementów elektronicznych w celu budowy nowej generacji urządzeń na bazie elektroniki, często o parametrach i właściwościach dotychczas nieistniejących.
Wytwarzanie układów elektronicznych z molekuł lub układów molekularnych o szczególnie interesujących parametrach, do zastosowania, w szeroko rozumianej elektronice, jest zadaniem długofalowym i niełatwym. Szereg elementów elektronicznych o przewidywanych parametrach jest już wytwarzanych w ramach klasycznej elektroniki bazującej na krzemie; germanie oraz innych nieorganicznych półprzewodnikach. W większości przypadków technologie wytwarzania elementów klasycznej elektroniki są doskonale opracowane i wdrożone do produkcji.
W dotychczasowej elektronice półprzewodnikowej pojawiają się jednak pewne bariery rozwojowe związane z możliwością miniaturyzacji podstawowych elementów elektronicznych, także szereg materiałów używanych do celów elektronicznych oraz technologie ich wytwarzania są dosyć kosztowne. Pojawiają się też problemy z realizacją niektórych celów stawianych przed urządzeniami elektronicznymi na bazie klasycznej elektroniki, a także istnieje względnie wąska grupa materiałów nieorganicznych przydatnych do celów elektroniki. Istnieją również inne problemy klasycznej elektroniki związane z ochroną środowiska czy też współpracą urządzeń elektronicznych z organizmami żywymi i aktywnymi biologicznie.

Spis treści:

Rozdział 1. WPROWADZENIE

Rozdział 2. WŁASNOŚCI CZĄSTECZEK
2.1. Budowa materii
2.2. Wiązania wewnątrzcząsteczkowe
2.3. Własności elektryczne molekuł
2.3.1. Indukowany moment dipolowy
2.3.2. Molekuły polarne w zewnętrznym polu elektrycznym
2.3.3. Polaryzowalność dielektryczna
2.3.4. Pole lokalne w dielektryku. Równanie Clausiusa-Mossottiego oraz Debye'a
2.4. Magnetyczne własności molekuł

Rozdział 3. MOLEKULARNE CIAŁO STAŁE
3.1. Wstęp
3.2. Kryształy, cząsteczkowe
3.2.1. Oddziaływania cząsteczek niepolarnych
3.2.2. Oddziaływania cząsteczek polarnych
3.3. Struktury molekularne
3.3.1. Struktury kryształów molekularnych
3.3.2. Kryształy jednowymiarowe
3.3.3. Kryształy polimerowe
3.3.4. Kryształy typu charge-transfer
3.3.5. Warstwy Lanagmuir-Blodgett
3.3.6. Fulereny i nanorurki
3.3.7. Ciekłe kryształy
3.3.8. Inne struktury molekularne
3.4. Własności mechaniczne struktur molekularnych
3.4.1. Sprężystość i ściśliwość
3.4.2. Rozszerzalność termiczna struktur molekularnych
3.4.3. Niestabilności strukturalne materiałów molekularnych
3.5. Defekty struktur molekularnych
3.5.1. Defekty strukturalne
3.5.2. Defekty tworzone przez domieszki
3.6. Głębokość energetyczna pułapek nośników ładunku
3.61. Pułapki nośników ładunku wytworzone przez defekty strukturalne
3.6.2. Pułapki nośników ładunku tworzone przez domieszki
3.6.3. Pułapki przypowierzchniowe

Rozdział 4. STANY ELEKTRONOWE OPTYCZNEGO WZBUDZENIA W STRUKTURACH MOLEKULARNYCH
4.1. Własności optyczne molekuł
4.2. Ekscytony w molekularnych ciałach stałych
4.2.1. Stany wzbudzone w układach molekularnych
4.2.2. Ekscytony w molekularnych ciałach stałych
4.3. Dyfuzyjny model migracji ekscytonów
4.4. Procesy ekscytonowe
4.4.1. Mechanizmy zaniku ekscytonów
4.4.2. Promienisty zanik ekscytonów
4.4.3. Transfer energii ekscytonowej lub ładunku na granicy faz
4.4.4. Oddziaływanie ekscytonowe
4.4.5. Transfer energii wzbudzenia ekscytonowego do domieszek i zanieczyszczeń
4.4.6. Oddziaływanie ekscytonu - nośnik ładunku

Rozdział 5. TRANSPORT NOŚNIKÓW ŁADUNKU W MATERIAŁACH MOLEKULARNYCH
5.1. Mechanizmy ruchu nośników ładunku
5.2. Dyfuzyjny model ruchu nośników ładunku w polu elektrycznym
5.3. Ruchliwość nośników ładunku
5.4. Pułapkowanie i uwalnianie nośników ładunku
5.4.1. Poziom Fermiego
5.4.2. Oszacowanie efektywnej gęstości stanów
5.4.3. Optyczne uwalnianie spułapkowanych nośników ładunku

Rozdział 6. INIEKCJA NOŚNIKÓW ŁADUNKU DO MATERIAŁÓW MOLEKULARNYCH
6.1. Bariery potencjałów na złączach materiał molekularny-elektroda
6.1.1. Złącza metal-materiał molekularny
6.1.2. Złącza elektrolit-izolator
6.2. Mechanizmy iniekcji nośników ładunku do materiałów molekularnych
6.2.1. Iniekcja termiczna
6.2.2. Iniekcja optyczna
6.2.3. Iniekcja ekscytonowa
6.2.4. Iniekcja tunelowa
6.3. Rozkład ładunku na złączu elektroda-materiał molekularny

Rozdział 7. PRĄDY NOŚNIKÓW ŁADUNKU JEDNEGO ZNAKU W MATERIAŁACH MOLEKULARNYCH
7.1. Przewodnictwo materiałów molekularnych
7.2. Prąd źródłowy w izolatorze
7.3. Prądy ograniczone iniekcją elektrodową
7.4. Prądy ograniczone ładunkiem przestrzennym
7.4.1. Warunki fizyczne prowadzące do powstania prądów ograniczonych ładunkiem przestrzennym
7.4.2. Prawo Childa
7.4.3. Prądy ograniczone ładunkiem przestrzennym przy wykładniczym rozładzie pułapek nośników ładunku względem energii
7.4.4. Prądy fotowzmocnione

Rozdział 8. PRĄDY POCHODZĄCE OD NOŚNIKÓW ŁADUNKU DWÓCH ZNAKÓW W MATERIAŁACH MOLEKULARNYCH
8.1. Warunki fizyczne powstanie prądów dwóch znaków
8.2. Prądy dwóch znaków w warunkach generacji termicznej
8.3. Prądy iniekcyjne dwóch znaków
8.4. Fotogeneracja nośników ładunku dwóch znaków

Rozdział 9. ELEKTROLUMINESCENCJA
9.1. Rekombinacje nośników ładunku dwóch znaków
9.2. Generacja stanów wzbudzonych
9.3. Warunki dla wydajnej rekombinacji nośników ładunku
9.4. Wybrane aspekty praktyczne dotyczące wykorzystania zjawiska elektroluminescencji materiałów molekularnych
9.5. Perspektywy rozwoju urządzeń zbudowanych na bazie elektroluminezujących materiałów organicznych

Rozdział 10. ZJAWISKO FOTOWOLTAICZNE
10.1. Powstawanie zjawiska fotowoltaicznego
10.2. Parametry ogniw fotowoltaicznych
10.3. Efekt fotiowoltaiczny przy ekscytonowej fotoiniekcji nośników ładunku jednego znaku w ogniwach jednowarstwowych
10.4. Efekt fotowoltaiczny podczas fotogeneracji nośników ładunku dwóch znaków w ogniwach jednowarstwowych
10.5. Efekt fotowoltaiczny uzyskiwany na złączach materiałów molekularnych
10.6. Heterozłączowe objętościowe organiczne ogniwa fotowoltaiczne

Rozdział 11. WYBRANE ELEMENTY ELEKTRONIKI MOLEKULARNEJ
11.1. Podstawowe cechy elementów elektroniki molekularnej
11.2. Prostowniki prądu
11.3. Tranzystor
11.4. Budowa i charakterystyki tranzystorów molekularnych
11.5. Organiczne obwody drukowane

Rozdział 12. WYBRANE ELEMENTY ELEKTRONIKI MOLEKULARNEJ OPARTE NA POJEDYNCZYCH MOLEKUŁACH
12.1. Pojedyncza molekuła jako przewodnik prądu
12.2. Dioda prostownicza
12.3. Przełączniki molekularne
12.4. Pamięci molekularne
12.5. Inne elementy elektroniczne i optyczne bazujące na pojedynczych molekułach