纳米器件的研究进展

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1、纳米器件的研究进展张建良摘要：纳米量子器件可简单地分为纳米电子器件和纳米光电子器件。纳米电子器件包括：共振隧穿器件、量了点器件和单电了器件（单电了晶体管和单电了存储器）等；纳米光电了器件主要包捕基于应变白组装的量子点激光器。【关键词：主题，分类，应用】目录：一、什么是纳米器件二、纳米器件的技术原理三、纳米器件的现状与发展四、纳米器件的应用五、纳米器件的展望引言：1959年物理学家理查徳•费恩曼在一次题目为《在物质底层有人量的空间》的演讲中提出：将來人类有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层

2、空间制造任何东西。一、什么是纳米器件1•什么是纳米电子器件纳米电子器件在学术文献中的解释是器件和特征尺寸进入纳米范围后的电子器件，也称为纳米器件。纳米技术可以使芯片集成度进一步提高，电了元件尺寸、体积缩小，使半导体技术取得突破性进展，人大提高计算机的容量和运行速度。2.纳米器件的研究目标材料和制备：更轻、更强和可设计；长寿命和低维修费；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料；牛物材料和仿牛材料：材料破坏过程小纳米级损伤的诊断和修复。微电子和计算机技术：2010年实现100nm的芯片，纳米结构的微处理器，效率提高一百万倍；10倍带宽的高频网络系

3、统；兆兆比特的存储器（提高1000倍）；集成纳米传感器系统。医学与健康：快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术；川药的新方法和药物“导弹”技术；耐用的人体友好的人工组织和器官；复明和复聪器件；疾病早期诊断的纳米传感器系统。航天和航空：低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米测试、控制和电子设备;抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。环境和能源：发展绿色能源和坏境处理技术，减少污染和恢复被破坏的坏境；孔径为lnm的纳孔材料作为催化剂的载体；MCM-41有序纳孔材料（孔径10-100nni）用来祛除污物。生物技术和农业：在纳米尺度上，按照预定的人小、对称性和排列来

4、制备具有生物活性的蛋口质、核糖、核酸等。在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。，生物仿生化学药品和生物可降解材料，动植物的基因改善和治疗，测定DNA的基因芯片等。纳米材料：纳米颗粒是纳米材料基元。用物理、化学及生物学的方法制备出只包含儿百个或几千个原子、分子的颗粒。这些颗粒的尺寸只有几个纳米。二、纳米器件的技术原理1.纳米器件的技术原理宏观世界上经典物理、化学、力学的巨大成就：计算机和网络、宇宙飞船、飞机、汽车、机器人等改变了人们的生活方式。纳米卅界。几十个原了、分了或成千个原了、分了“纟R合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，

5、也不同于人块物体的性质。这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。“超分子”性质,如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。当“超分子”继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质乂会失去，像真是一些长不大的孩子。在10nm尺度内，由数量不多的电了、原了或分了组成的体系屮新规律的认识和如何操纵或组合及探测、应用它们-一纳米科学技术的主要问题。1.纳米电子器件的特点以纳米技术制造的电了器件，其性能大大优于传统的电了器件：(1)工作速度快。(2)纳米金属颗粒易燃易爆。(3)纳米金属块体耐压耐拉。(4)纳米陶瓷刚柔并济。(5)纳米氧化物材料五颜

6、六色⑹纳米半导体材料法力无边。(7)纳米药物材料的毫微。(8)纳米材料的加工性。三、纳米器件的现状与发展1.电子工业迎来纳米时代随着纳米技术II新月异的发展，2005年全球电了工业加工精度将达到100纳米，从而普遍进入纳米时代。美国电子工业协会预测，今后10年，纳米技术在电子工业屮的应用规模将达到3000亿美元。2003年12刀，美国众议院通过立法，将发展纳米科技作为国家科研发展的垂点。美国科学院己将信息、生物、纳米作为科研的三大支柱。鉴于纳米研究领域接连収得一连串实质性的突破，一个崭新的纳米电子吋代可望提询到来。据预测，也许只要再过3到7年，纳米电子技术就会改变计算机

7、业的发展走向。集成电路的研究并获得突破。2003年5月，该公司研制成功迄今为止有源区(称为有效沟道长度)最小的P沟道MOSFET晶体管。(1)纳米晶体管技术的突破为了发展超微型晶体管，美国新泽西州Lucenttechnologies公司贝尔实验室的研究人员正在从事这种超人规模集成电路的研究并获得突破。2003年5月，该公司研制成功迄今为止有源区(称为有效沟道长度)最小的P沟道MOSFET品体管。(2)生产纳米导线研制纳米导线是制造人多数纳米器件和装置的关键因素。美国加州人学伯克利分校最近在改进纳米导线特性方面获得重大进展，被公认为纳米导线