1 纳米技术绪论教学.ppt

微细加工技术 教材： 内容： 第1章 概论 第1章 第1章 概论 2.纳米科学与技术定义 3. 纳米科学技术内涵 3. 纳米科学技术内涵 1.2 微/纳米科学技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 纳米技术的发展 微型机械加工厂 纳米技术的理论基础 1.3 微/纳米科学技术在国民经济中的意义 1.3 微/纳米科学技术在国民经济中的意义 1.3 微/纳米科学技术在国民经济中的意义 第1章习题 * * Micro Machining Technology 主讲：Jiabxhit 微纳米科学技术导论 主编：贾宝贤 李文卓 化学工业出版社，2007 考试： 允许带教材，但不许带其他纸张。 教材购买途径： / 售价:20元 1.绪论 2.扫描探针显微镜 3.分子操纵 4.纳米材料 5.纳米电子 6.纳米生物 7.微细加工技术 8.微机电系统 1. 什么是纳米技术？ 纳米是什么米？ 1nm=10-3um 1um=10-3mm 1mm=10-3m 1nm=10-9m 纳米是个长度单位。 1.1 微/纳米科学技术的定义与内涵 科学不断向两个方向发展，一个是宏观世界，另一个是微观世界。所谓宏观，是指所能看到的尺度。随着科学技术的进步，人类对宏观世界的探索不断延伸，目前观测到的宇宙的大致范围为1025m(约为10亿光年)。对宏观的时间和空间探索是无限的，人类的视野正在不断扩大。微观是指人的肉眼看不到的尺度。目前人类所研究的物质世界的最小尺度为10-19m（0.1阿米，夸克的大小）。 在宏观物体与原子之间(1nm~100nm)的领域，呈现出许多既不同于宏观物体，也不同于单个孤立原子的奇特现象。纳米技术(Nano-technology)就是研究这一尺度领域的科学与技术。 纳米又称毫微米，是长度单位之一。如果以米为主单位，那么比米小的各级单位如表1-1所示。我们熟知的微观物体的尺度如表1-2所示。 纳米技术是深入到原子和分子级层次的科学与技术。狭义的纳米技术是以纳米科学为基础制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手段， 纳米科学与技术有时称为纳米技术，即研究结构尺度在0.1-100nm范围内材料的性质及其应用。 纳米技术实际上就是研究一小堆原子(团簇)、单个原子或分子的一门学科。纳米技术也是用单个原于、分子创造物质的科学技术。纳米技术以现代先进科学技术为基础，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子技术和扫描隧道显微技术、核分析技术)相结合的产物，在纳米领域，各传统学科之间的界限变得模糊，各学科高度交叉和融合。纳米技术引发了一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学等。纳米技术被认为是世纪之交出现的一项高新技术。 纳米技术包括物理、化学、材料和生物等多门科学，同时也包括信息、微电子、精密机械、计算机、能源、航天航空、化工、纺织、医药、食品等的设计、制造、测量、控制和产品技术。已经逐步进入了人们的生活，进入到衣食住行等多个领域。 纳米体系物理学 纳米化学 纳米电子学 纳米加工学 纳米生物学 纳米材料学 纳米测量学 基础 支撑 制高点 1959年12月，物理诺贝尔奖获得者费曼首先提出想法：“如果有一天可以按人的意志安排一个个原子，将会产生怎样的奇迹？” 1974年谷口纪男首先命名：使用纳米技术（Nano-technology)来描述精密和微细机械加工。 1982年，G.Binig和H.Rohrer发明了扫描隧道显微镜(STM)． 1982年，国际商业机器公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Ged Binnig)博士和海·罗雷尔(Heinrich Rohrer)博士及其同事们共同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope．以下简称STM)．它的出现，使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的应用前景，被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一．为表彰STM的发明者们对科学研究的杰出贡献．1986年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。 1986年，G.Binig和C.Quate发明了AFM 1986年，STM的发明者之一，宾尼博士作为访问学者到美国加州的斯坦福大学工作。