张恒雄老师从奈米科技到奈米生物技术.PDF

張恆雄老師 從奈米科技到奈米生物技術 奈 米 生 醫 工 程 研 究 室 有多大？有多小？ 有多大？有多小？ 奈米科學的里程碑(I) 奈米科學的里程碑(I) • 4000 BC Democritus提出 “原子論 ” • 1905 Einstein提出 “Brown運動理論 ” Sugar Molecule ~1nm • 1931發明電子顯微鏡 • 1959 Feymann lectures “There’s Plenty of room at the bottom” Richard Feynman… Theres Plenty of Room at the Bottom“ 1959年12月29日，諾貝爾獎得主李察費曼（Richard P. Feynman）教授在美國物理學會的聚會裡發表演說，暢 談沒有任何物理定律限制科學家在原子的微觀條件下改 造、操控或組成物質，並大膽與精確地預言，科學家將 從這些微小物質之中，發現許多新鮮及豐富的性質。 理查．費曼（Richard P. Feynman ）著；吳程遠等譯，「費曼的主張」 費曼演講－窺究到底，空間還多的很 費曼演講－微小機械 奈米科學的里程碑(Ⅱ) 奈米科學的里程碑(Ⅱ) • 1962 Ryogo Kubo （九保亮五）提出quantum confinement theory • 1968發明 Molecular Beam Epitaxy ，MBE • 1974 Norio Taniguchi （谷口紀男）引進“奈米技 術 ” 一詞 • 1982 Binnig Rohrer發明掃描穿隧式顯微鏡 STM 掃描穿隧顯微鏡（ STM ） 掃描穿隧顯微鏡（ STM ） ‧掃描穿隧顯微鏡是利用一極細的金屬尖針接近具 導電性樣品的表面進行掃描，再根據量子穿隧效 應來獲得樣品表面上的原子結構圖像。 原子影像 原子影像 奈米科學的里程碑(Ⅲ) 奈米科學的里程碑(Ⅲ) • 1984 Gleiter採用氣體冷凝方法，成功製備 出鐵奈米微粉 • 1985 Curl J r., Kroto Smalley 等人發現 C60 分子 The famous “buckyball” C60 The famous “buckyball” C60 H. W. Kroto, J, R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, and R. E. Smalley, Nature (London) 318 162 (1985). 12個正五角形和20個正六角形所構成。共有32個面。 奈米科學的里程碑(Ⅳ) 奈米科學的里程碑(Ⅳ) • 1986 Drexler 出版“Engines of Creation” 一書 • 1986 Binnig, Quate Gerber發明 AFM 當以尖針掃描樣品表面時，尖針與樣品表面原子間的作用力所造成的微小偏轉可被 偵測出來，而獲得其表面原子排列的圖像。 奈米科學的里程碑(Ⅴ) 奈米科學的里程碑(Ⅴ) • 1987 Siegel 成功製備出奈米陶瓷TiO2 多晶體 • 1988 法國A. Fert 等人在Fe / Cr 多層膜中發現巨磁 阻（giant magnetoresistance, GMR ）效應 • 1990 Eigler利用掃描穿隧式顯微鏡探針，將 Xe原 子排列成IBM三個英文字母，這是人類首次操縱 原子 STM Image Gallery by IBM 在 Cu(111)表面上用101個 Fe原 Co分子在Pt表面上所排列出的