纳米科学的技术简介.ppt

纳米材料技术简介 ;一 纳米科学技术概述 二 纳米科学的历史及现状 三 纳米科学的基本理论 四 纳米材料的制备方法 五 纳米材料的检测分析技术 六 未来纳米科技展望;一 纳米科学技术概述 Nanoscale science technology;介观领域： 在宏观领域和微观领域之间，存在着一块近年来才引起人们极大兴趣和有待开拓的“处女地”。三维尺寸都很细小，出现了许多奇异的崭新的物理性能。 1959年，著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费曼曾预言：“毫无疑问，当我们得以对纳微尺度的事物加以操纵的话，将大大的扩充我们可能获得物性的范围”。 这个领域包括了从微米、亚微米，纳米到团簇尺寸(从几个到几百个原子以上尺寸)的范围。 ;介观领域中产生以相干量子输运现象为主的介观物理，成为当今凝聚态物理学的热点。（导体与绝缘体的转变，磁性变化、纳米碳管导电性等）。 从广义上来说，凡是出现量子相干现象的体系统称为介观体系，包括团簇、纳米体系和亚微米体系。 纳米体系和团簇就从这种介观范围独立出来，形成一个单独的领域（狭义的介观领域）。 ;量子相干性，或者说“态之间的关联性”。其其一是爱因斯坦和其合作者在1935年根据假想实验作出的一个预言。这个假想实验时这样的：高能加速器中，由能量生成的一个电子和一个正电子朝着相反的方向飞行，在没有人观测时，两者都处于向右和向左自旋的叠加态而进行观测时，如果观测到电子处于向右自旋的状态，那么正电子就一定处于向左自旋的状态。这是因为，正电子和电子本是通过能量无中生有而来，必须遵守守恒定律。这也就是说，“电子向右自旋”和“正电子向左自旋”的状态是相关联的，称作“量子相干性”。这种相干性只有用量子理论才能说明。;一、纳米科学技术的基本概念和内涵;1. 纳米科学技术(Nano-ST): 20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术。 纳米(nanometer)是???个长度单位，简写为nm。1 nm=10-9 m。 2. 纳米科技的主要研究内容: 创造和制备优异性能的纳米材料、制备各种纳米器件和装置、探测和分析纳米区域的性质和现象。;1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为6个分支学科 （1）纳米电子学、 （2）纳米物理学、 （3）纳米化学、 （4）纳米生物学、 （5）纳米加工学、 （6）纳米计量学。 其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。;3.纳米材料(nanomaterials)的定义: 把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。即三维空间中至少有一维尺寸小于100 nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料。 “功能”概念，即“量子尺寸效应”。 ; 常规纳米材料中的基本颗粒直径不到100 nm，包含的原子不到几万个。 一个直径为3 nm的原子团包含大约900个原子，几乎是英文里一个句点的百万分之一，这个比例相当于一条300多米长的帆船跟整个地球的比例。