自20世纪80年代以来，植物生物技术发展迅猛。随着转基因作物的成功培育和大面积推广种植，与之相关的一系列问题也随之而来，如专利问题、知识产权问题、环境安全问题，以及消费者对GM作物的争议问题等等。为了让更多人了解植物生物技术，了解GM作物，C. Neal Stewart在《植物生物技术和遗传学》第一版的基础之上，撰写了《植物生物技术和遗传学》第二版，希望读者通过了解植物转基因的过程，了解转基因的这一自然界广泛存在的自然现象，了解植物转基因的本质。 本书共计17章。第1章概述生物技术及GM作物的推广应用及其对农业种植业的影响；第2章介绍孟德尔遗传、有丝和减数分裂，以及植物繁殖生物学；第3章植物育种，介绍植物育种的概念、目标、方法；第4章植物发育及生理学，重点介绍胚胎发育、种子萌发、顶端分生组织、叶片和花发育，以及激素生理学和信号传导；第5章，组织培养操控植物发育，介绍组织培养相关的技术和关键步骤；第6章，基因表达的分子遗传学，重点介绍基因的转录翻译；第7章，植物系统生物学；第8章，DNA重组、载体设计及构建，重点介绍载体的类型及构建方法；第9章，重要基因和性状，主要介绍与抗除草剂、抗病、抗虫相关的基因；第10章，启动子和标记基因，重点介绍不同类型的启动子及选择标记基因；第11章，转基因植物生产，重点介绍各种转基因方法；第12章，转基因植物分析，介绍与基因功能相关的指标，如基因拷贝数，转录本和蛋白质丰度等；第13章，管控和生物安全，介绍与转基因植物管理相关的知识；第14章，转基因植物的田间试验，重点介绍环境安全风险评估；第15章，农业生物技术知识产权：公开获取的策略；第16章，为何转基因植物如此充满争议；第17章，GM植物未来发展方向：高级生物技术——基因组编辑和合成生物学。 《植物生物技术和遗传学》第二版汇集了植物生物技术应用方面的最新进展，为我们展现了生物技术在保障粮食安全方面的巨大潜力。作为一本介绍性的教科书，其关注的焦点集中在基础科学和过程——指导学生从植物生物学和遗传学基础知识迈向育种原理、植物生物技术的特性及其应用，其核心章节重点介绍了与专利和知识产权有关的关键问题，以及人们对GM植物的关注和争议。修订后的第二版更新了第一版出版后的所有章节，因此能够反映目前的最新研究进展，如最新的生物技术工具，基因组和系统生物学，影响DNA和专利的知识产权问题，以及植物合成生物学等。 书的每个章节均为本领域的一到两个顶尖科学家撰写，并且由编辑认真仔细地进行了修改，以确保内容的完整性和一致性。与其它同类书籍不同的是，作者在相应的章节加入了在相关领域有突出贡献科学家的介绍，既便于广大学生了解该领域专家的科研故事，也增加了该书的趣味性。书可以作为植物生物技术和植物遗传学专业学生的教材，也是相关专业的学生了解GM作物的难得参考资料。 毛新国，副研究员 （中国农业科学院作物科学研究所）

声子晶体是一种具有周期性结构的超构材料，它可以调控弹性波（声波）在固体中的传播，并拥有诸如声子禁带、缺陷态调控、负折射、完美透镜等许多新奇的物理特性。它在无线通信、传感器、声信号传播与超声成像等领域有非常广阔的利用空间，声波导与声空腔等物理器件也已经制备成功。与已成功发展了几十年的光子晶体不同，声子晶体的研究兴起于最近十年，可以说是一个方兴未艾的领域。本书的写作目的就是全面综述声子晶体领域最新的研究进展，包括理论、器件与实际应用。内容涵盖了材料模拟、制备、表征等多个方向，为今后的声子晶体研究提供有益的指导。 全书共9章:1.声子晶体的基本概念。从理论上解释了一维、二维和三维声子晶体的特征；2.声子晶体的基本性能。以二维材料为例，介绍了固体和液态两种物态中的声子晶体特性，并简单叙述了缺陷对声波传播的调控；3.三维声子晶体。主要包括三维声子晶体的声学结构与无序响应；4.声子晶体的计算机模拟与数值分析方法。本章首先介绍固体和液体中声波的传播方程，然后是数值模拟的MST和LMST方法、有限元方法、有限时域差分方法和边界条件的选择，最终得到色散关系和透射光谱;5.声子晶体膜（Membrane）的特性，包括声子晶体板（Slab）和声子晶体片（Plate）;6.声子晶体中的表面声波，从理论和实验两个角度分析了声波传播特性;7.时域中的声子晶体光学性质表征，主要是扫描激光干涉仪测试方法和其实际应用;8.频域中的声子晶体光学性质表征，作为对时域中性质表征的补充;9.声子晶体与声学超构材料的展望。 尽管人类对声音的研究要比对光的研究早好久，但是声子晶体的研究却比光子晶体的研究滞后了不少。第一个严格意义上的声子晶体直到1998年才被报道。目前国内从事这一领域的研究团队主要分布在南京大学声学所和中科院声学所，尤其是南京大学的程建春教授长期从事声学超构材料的研究，近期取得了很多优异的成果。本书面对的读者主要是从事声子晶体研究的教师和研究生，读者将从该书中学习到许多声子晶体领域的理论和实践研究成果，获得更多的科研灵感，为声子晶体的发展提供更多的科研储备。 梁飞，博士研究生 中国科学院理化技术研究所

垂直腔表面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL) 是光从垂直于半导体衬底表面方向射出的一种半导体激光器，是很有发展前景的新型光电器件。VCSEL具有模式好、阈值低、稳定性好、寿命长、调制速率高、集成高、发散角小、耦合效率高、价格便宜等很多优点。因为VCSEL在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域。垂直腔表面发射激光器的优越性已经引起广泛关注，近十几年来，垂直腔表面发射激光器在结构、材料、波长和应用领域都得到了飞速的发展。 本书第一次提供了垂直腔表面发射激光器光互连的动态能量效率的系统分析，这是解决目前能源消耗呈指数级增长生态和经济紧迫问题的关键技术。高能效数据通信是“绿色光子学”中最重要的领域之一，能够实现更高的比特率，显著降低每比特的能耗。本书分析了发射850nm和980nm的GaAs基氧化物限制的VCSEL静态和动态特性，并且推导出在任何波长下使用VCSEL实现能量有效数据传输的一般规则。这些规则在数据传输实验中被验证，可广泛应用，实现多模光纤传输和高达85℃的高温下的高能效数据传输。本书也展示和讨论了能量效率、温度稳定性、调制带宽，低电流密度操作和其他VCSEL特性。 本书共分9章：1.介绍；2.VCSEL基础知识；3.氧化物限制的VCSEL的动态特性；4.动态能效；5.高速VCSEL的制备；6.VCSEL设计；7.850 nm VCSEL实验结果；8.980 nm VCSEL实验结果；9.结论和展望 本书被提名为柏林技术大学优秀博士论文。本书的工作也获得2012年和2014年SPIE绿色光通信奖，2012年Chorafas奖和2014年光子学校学生创新奖。本书为适用于所有波长的VCSEL的节能操作提供了通用规则，适于半导体材料、光学专业的学生、研究学者、工程师以及相关技术人员阅读参考。 杨盈莹，副研究员 （中国科学院半导体研究所）

电子能谱分析是一种研究物质表层元素组成与离子状态的表面分析技术。其基本原理是利用单色射线照射样品，使样品中原子或者分子的电子受激发射，然后测量这些电子的能量分布。通过与已知元素的原子或者离子的不同壳层的电子的能量相比较，就可以确定未知样品中原子或者离子的组成和状态。X射线光电子能谱，分为软X射线光电子能谱和硬X射线光电子能谱，是根据物质中各元素所辐射的特征X射线谱的波长和强度，来测定元素成分的分析方法。用高速电子流轰击原子内层电子，并产生电子跃迁，使其发生特征X射线，通过波长色散或能量色散分辨波长或能量并用探测器测量其强度。X射线光电子谱是重要的表面分析技术之一。它不仅能探测表面的化学组成，而且可以确定各元素的化学状态，因此，在化学、材料科学及表面科学中得以广泛地应用。 本书首次全面地提供了当今科技水平最新硬X射线光电子能谱（HAXPES）技术的介绍，能够有力地帮助该书读者在自己的相关研究中获益。本书章节均由本领域的专家撰写，包括硬X射线光电子能谱技术的发展历史、现代仪器、理论和应用。本书涵盖物理学、化学和材料科学与工程。考虑到该技术的快速发展，本书一些章节中重点说明硬X射线光电子能谱技术未来的发展机遇。 本书共分20章：1.硬X射线光电子发射：概述和未来展望；2.光电子能谱第一次大发展及其与HAXPES的关系；3.HAXPES在同步辐射时代的黎明；4.原子和分子的硬X射线光电子能谱；5.硬X射线光电子能谱的非弹性平均自由路径、平均逃逸深度、信息深度和有效衰减长度；6.硬X射线角分辨光电子能谱（HARPES）；7.HARPES一步模型描述：包括无序和温度效应；8.在X射线光电子能谱中的反应效应；9.电子屏蔽、电荷载体和相关性的深度依赖性：理论和实验；10.最终状态影响对XPS光谱从第一行过渡金属的影响；11.优化偏振依赖硬X射线光电子发射固体实验；12.由硬X射线驻波激发的光电子发射；13.使用X射线光电子能谱的深度分布和内部结构测定低维材料；14.用X射线光电子能谱探测钙钛矿界面和超晶格；15.HAXPES异质结带校准测量；16.HAXPES先进半导体研究；17.环境压力下液体/固体界面HAXPES测量；18.HAXPES高级材料应用；19.光电子显微镜和HAXPES；20.飞秒时间分辨HAXPES。 本书编辑Joseph C. Woicik是位于纽约的国家标准与技术研究所的物理学家。本书适用于X射线光电子能谱相关专业的学生和研究人员，是一本内容全面的参考书。 杨盈莹，副研究员 （中国科学院半导体研究所）

本书主要介绍了半导体材料和器件的基本概念、工作原理及最新研究进展。涉及的器件主要包括光电器件、金属半导体结、异质结、MISFETs、LEDs、GaN HEMTs、半导体激光器、光电二极管、开关二极管、隧穿二极管、耿氏二极管、太阳能电池、变容二极管、IMPATT 二极管以及其它先进的半导体器件。同时，还讲述了一些半导体中常见的现象，如高场效应、霍尔效应、渡越时间效应、漂移和扩撒、击穿机制等。 全书由6个部分组成，分为16章。第1部分 主要讲述了半导体的基础知识，含第1-4章。第2部分 主要讲述了P-N结相关内容，含第5-6章。第3部分 讲述了多数载流子二极管、微波二极管和几种光电子器件，含第7-9章。第4部分 讲述了BJT、场效应晶体管和几种功率半导体器件，含第10-12章。第5部分 主要讲述了半导体材料生长和器件制备技术，含第13章。第6部分讲述了一些特殊的半导体材料和器件（如热电器件、集成电路、光催化材料和自旋电子器件等）、纳米结构半导体材料和器件的最新进展，含第14-16章。 此书介绍的半导体材料和器件内容非常全面，基础知识讲解透彻，对半导体材料和器件的发展现状总结合理，数学公式简明扼要，配图清晰准确。同时，每章都有配套的练习题和答案，因此，很适合作为电子科学与技术、材料科学与工程和应用物理等专业本科生和研究生的参考教材，以及半导体材料和器件等相关领域科研人员的参考书。 王兆刚，博士研究生 （中国科学院半导体研究所）

多媒体数据库在很多关键的系统中发挥着非常重要的作用，如视频点播、安防监控系统、医疗系统等。而传统的数据库系统是基于关系代数模型构建的，这种一阶逻辑模型虽然比较简单和完备，但是在处理多媒体数据方面却有很多问题无法解决。因此，多媒体数据库已经成为数据库研究中一个重要且专门的研究领域，需要引入新的核心数学概念和模型将信息检索、数字图像处理、机器学习、神经网络，以及高维索引等不同领域的研究成果进行融合。本书对大规模多媒体数据库的相关问题和技术进行了系统地介绍。 全书共13章：1.引言，对智能多媒体数据库相关背景、应用进行了概述；2.多媒体数据库，对多媒体数据与关系型数据的区别以及查询方面特殊性进行了介绍；3.变换函数，对傅立叶变换、小波变换、KL变换以及聚类等多媒体数据处理中用到的变换进行了介绍；4.压缩，介绍了有损和无损压缩方面的基本算法；5.特征抽取，对图片特征、语音特征、时序特征等进行了介绍，并介绍了相关的抽取方法以及距离计算方法；6.低维索引，介绍了低维索引中常用的数据结构如层次结构、树结构、测度树结构等；7，近似索引，对大规模数据中的近似查重索引方法如局部敏感哈希等进行了介绍；8.高维索引，介绍了高维索引中用到数据结构和方法如GEMINI和子空间树；9.处理文本数据库，介绍了文本处理的常用方法如向量模型、概率模型等；10.统计监督机器学习，介绍了机器学习的基本概念包括统计机器学习、人工神经元、感知机、SVM、深度学习等；11.多媒体融合；12.软件架构，介绍了多媒体数据库的架构设计；13. 多媒体数据库在医学领域的应用。 本书既是一本多媒体数据库领域的专著，也是多媒体数据处理、机器学习、数据库等跨领域融合的专著，有助于研究人员了解这些领域的最新进展以及遇到的实际问题，非常适合相关科研人员和研究生阅读参考。 张志斌，副研究员 （中国科学院计算技术研究所）

高温聚合物电解质膜燃料电池近20多年来一直是研究和开发的热点领域。目前市场上已有相关的聚合物膜、电极、电池、电池堆和系统等多种产品，距离真正的商业化突破为期不远。本书所述的高温特指100-200℃的温度范围，是相对于成熟的、典型地运行于80℃的质子交换膜燃料电池而言的；与工作在600℃以上的熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池相比，仍属于低温燃料电池的范畴。 高温聚合物电解质膜燃料电池是汽车、热电联产、应急电源和便携式电子设备等诸多应用领域中的优选燃料电池，本书全面综述了与高温聚合物电解质膜燃料电池相关的材料及工艺技术的知识和最新研究开发进展，内容丰富，包括高温聚合物电解质膜燃料电池的合理性，磷酸掺杂的聚苯并咪唑膜的制作、优化和表征，以及基于酸掺杂的聚苯并咪唑膜的高温聚合物电解质膜燃料电池的催化剂、电极、膜电极组件、双极板、模拟、电池堆、诊断及其应用。 全书内容共分为24章： 1. 引言；2. 磺酸基膜的改性；3. 酸碱化学和质子传导；4. 将酸碱混合概念应用于中温膜； 5. 含吡啶芳香聚醚膜； 6. 聚苯并咪唑（PBI）膜的表征技术；7. 聚苯并咪唑的合成；8. 磷酸及其与聚苯并咪唑型聚合物的相互作用；9. 酸掺杂的聚苯并咪唑膜； 10. 由聚磷酸过程制备的聚苯并咪唑膜；11. 增强碱性的聚苯并咪唑膜：膜耐久的化学方法；12. 聚苯并咪唑/多孔聚四氟乙烯复合膜；13. 聚苯并咪唑基复合膜；14. 高温聚合物电解质膜燃料电池的催化剂和催化剂层； 15. 催化剂载体材料和电极制作； 16. 高温聚合物电解质膜燃料电池设计和优化；17. 高温聚合物电解质膜的表征；18. 聚苯并咪唑（PBI）/磷酸基高温聚合物电解质膜燃料电池的模拟方法；19. 双极板和垫圈：不同的材料和加工方法； 20. 高温聚合物电解质膜燃料电池堆的概念；21. 高温聚合物电解质膜燃料电池系统、控制和诊断；22. 耐久性和高温聚合物电解质膜燃料电池的现状；23. 用于飞机的高温聚合物电解质膜燃料电池；24. 电化学氢泵。 本书读者对象包括高等学校电化学、能源、电力、材料科学与工程等相关专业研究生和能源、电力、材料等行业特别是从事燃料电池相关研究、开发、设计的工程技术人员。 陈宏刚，教授 （华北电力大学）

纳米材料已发展成为一种新型材料，纳米材料由于其独特的物理化学性质，如小尺寸效应、巨大比表面积、极高的反应活性、量子效应等，成为当今世界三大支柱科学之一。碳纳米材料主要包括碳纳米管、富勒烯、石墨烯、纳米钻石及其衍生物等，是纳米材料领域重要的组成部分。由于其独特的理化特性，它们在生物工程领域具有广泛的应用前景。现有的研究结果表明，碳纳米材料在组织工程、药物/基因载体、生物成像、肿瘤治疗、抗病毒/抗菌以及生物传感等生物技术领域中具有潜在的应用前景。虽然，对于纳米材料的研究才刚刚起步，但其发展速度极快，将纳米材料与生物学融为一体，为生物工程的进一步研究发展提供了更加广阔的空间和平台。 这本书涵盖了基于碳纳米结构生物技术的发展，重点介绍了纳米管，以及富勒烯和无定形碳。该书涉及组织工程、基因工程和生物医疗，也包含碳纳米结构材料对环境和健康的影响。本书由该领域的专家撰写，主要介绍了碳纳米结构材料在医学治疗中的应用。 本书内容分为7章：1.利用碳纳米管进行骨修复；2.单壁碳纳米管作为siRNA的递送系统；3.碳纳米管作为DNA转运代理生成转基因的哺乳动物胚胎；3.碳纳米管基免疫原的发展；4.富勒烯衍生物作为呼吸系统和神经变性疾病中的治疗剂；5.碳纳米结构对土壤肥力改善的研究；6.碳纳米材料的纳米毒理学；7.碳纳米管的生物技术应用的合成、提纯和功能化。 本书编辑Ado Jorio为巴西米纳斯吉拉斯联邦大学物理系的全职教授，也是巴西科学院的成员。本书适合于相关学科的高年级本科生、研究生和研究人员阅读。 杨盈莹，副研究员 （中国科学院半导体研究所）