基于微尺度理论.pdf

第 9 卷 　第 6 期 光学 　精密工程 Vol . 9 , No . 6 2 0 0 1 年 1 2 月 　　　　　　 　　　　　　Dec . , 2 0 0 1 OP T ICS AND PR ECISION EN GIN EER IN G ( ) 文章编号 　1004924X 200 1 关于微尺度理论 唐祯安 , 王立鼎 (大连理工大学 ,辽宁 大连 　116023) 摘要 :随着纳米材料 、微器件 、微结构和微系统研究的深入发展及其应用 ,与微尺度效应有关的理论和技 术成为当前的研究热点 ,推动着微尺度理论的形成和发展 。从微尺度及其判据出发 ,对微尺度理论的几 个主要学科做了简要介绍 ,指出了需要解决的关键问题和研究方法 。 关 　键 　词 :微尺度 ;纳米材料 ;纳米电子学 ;介观物理学 ;细观力学 ;微尺度传热学 中图分类号 : TB383 　　文献标识码 :A 　- 微米 - 亚微米 - 纳米 - 团簇 - 原子 - 1 　引　　言 其中微米范围的上限是在 100μ m 以下 ,而亚 μ 　　20 世纪 80 年代以后 , 由于人工超晶格 、纳米 微米通常定义为 0 . 1 m 以下至 nm 之间。目前集 ( ) 材料 、微电子机械系统 M EM S 、生物芯片等技术 成电路的特征线条尺寸已进入亚微米至深亚微米 的诞生和深入发展 ,人类对于介于宏观和微观之 范围。在这个尺度 ,非线性导电机制已十分明显 。 μ 间领域的物质世界的认识迅速丰富起来 。形成了 譬如当 1V 电位降落在 0 . 1 m 的结构上时 , 电场 5 “介观物理学”、“细观力学”、“纳米材料科学”、“微 强度已高达 10 V/ cm ,如此强的电场下电路的非 尺度传热学”、以及“纳米电子学”等等一系列崭新 线性是不可忽略的。 的科学体系 。这些不同称谓的学科的共同特点是 团簇一般定义为尺度为 1nm 以下的原子聚 其研究对象都表现出微细尺度下的一些“超常”现 合体 , 由几个到几百个原子构成 。在亚微米和团 象 。或者说都是以 ”微尺度效应”为出发点的。 簇之间的 1nm～100nm 范围是纳米体系所在处 。 尽管这些学科还处于刚刚建立阶段 ,许多现象还 自1990 年 7 月在美国巴尔的摩召开了首次国际 需要长期深入的研究探索 ,但已经展现出良好的 纳米科技会议并随之出版了《N anotechnology 》和 理论发展前景和孕育高新技术产品的巨大潜力 , 《N anobiology》等国际刊物以后 ,纳米材料和纳米 引起了广泛的关注和极大的研究热情 。需要指出 技术研究进入了迅速发展