纳米尺度的电磁现象课件.pptxVIP

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纳米尺度的电磁现象;纳米材料;纳米材料发展历史;???

1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡实验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter在高真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成形,烧结得到纳米微晶块体,从而使纳米材料进入了一个新的阶段。;1985年,英国Kroto等采用激光加热石墨蒸发并在甲苯中形成碳的团簇,质谱分析发现C60和C70的新的谱线.

C60具有高稳定性的新奇结构,它是由32面体构成,其中有20个六边形和12个五边形所构成.

纯C60固体是绝缘体,用碱金属掺杂之后就成为具有金属性的导体,适当的掺杂成分可以使C60固体成为超导体。从此,对C60的研究热潮应运而来。;1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。

会上正式提出纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学和纳米机械学的概念,并决定出版《纳米结构材料》、《纳米生物学》和《纳米技术》的正式学术刊物。;1994年在美国波士顿召开的MRS秋季会议上正式提出纳米材料工程.

纳米材料研究的基础上通过纳米合成、纳米添加发展新型的纳米材料.;现在,人们关注纳米尺度颗粒、原子团簇、纳米丝、纳米棒、纳米管、纳米电缆和纳米组装体系。

纳米组装体系是以纳米颗粒、纳米丝或纳米管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系,如人造超原子体系、介孔组装体系、有序阵列等。;C纳米管和C60球;H2原子和C纳米管;C纳米索线;C脚手架;纳米变阻箱;纳米材料发展的三个阶段;第二阶段(1994年前)

人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。;纳米结构单元;MgH2块体;轨道状;Cu分形状;;纳米微粒

纳米微粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒,它的尺度大于原子簇,小于通常的微粉.通常,把仅包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子称为“簇”,它是介于单个原子与固态之间的原子集合体。纳米微粒一般在1~100nm之间,有人称它为超微粒子。纳米微粒是肉眼和一般显微镜看不见的微小粒子。

日本名古屋大学上田良二给纳米微粒下了一个定义:用电子显微镜(TIM)能看到的微粒称为纳米微粒。;145个原子组成的1.9nm的半导体纳米颗粒;人造原子

人造原子(artificialatoms)有时称为量子点,所谓人造原子是由一定数量的实际原子组成的聚集体,它们的尺寸小于100nm。

从维数来看,包括准零维的量子点、准一维的量子棒和准二维的量子圆盘,甚至把100nm左右的量子器件也看成人造原子。;QuantumDots(量子点);人造原子与真正原子的差别:

人造原子含有一定数量的真正原子;

人造原子的形状和对称性是多种多样,真正的原子可以用简单的球形和立方形来描述,而人造原子不局限于这些简单的形状,除了高对称性的量子点外,尺寸小于100nm的低对称性复杂形状的微小体系都可以称为人造原子;

人造原子电子间强交互作用比实际原子复杂得多;

实际原子中电子受原子核吸引作轨道运动,而人造原子中电子是处于抛物线形的势阱中。;纳米管、纳米棒、纳米丝和同轴纳米电缆

早在1970年法国的奥林大学(UniversityofOrleans)的Endo首次用气相生长技术制成了直径为7nm的碳纤维,遗憾的是,他没有对这些碳纤维的结构进行细致地评估和表征。

1991年,美国海军实验室一个研究组提交一篇理论性文章,预计了一种碳纳米管的电子结构,但当时认为近期内不可能合成碳纳米管。

同年同月日本NEC公司饭岛等发现纳米碳管,立刻引起了许多科技领域的科学家们极大关注。

1996年,美国著名的诺贝尔奖金获得者斯莫利(Smalley)等合成了成行排列的单壁碳纳米管束,每一束中含有许多碳纳米管,这些碳纳米管的直径分布很窄.;;碳纳米管是由多个碳原子六方点阵的同轴圆柱面套构而成的空心小管,其中石墨层可以因卷曲方式不同而具有手性。碳纳米管的直径一般为几纳米至几十纳米,长度为几至几十微米。

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