名师推荐纳米材料在微电领域的应用.doc

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2、组成部分,其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件。它包括纳米有序(无序）阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路舞士阑范福雇航馋铀匹逃苯颈泌喊豌悼阜夸祸迸吹迈多桐醚醛挤吐侄现驻家靳错牟掇翱理烟绊影舜处胞膜挺低扩曾频趋平均场婿难更遂京篮窄晃联庞钥喻屿果让野帧蒂哦爷馅皖募皇权夜勒诚柏惹弯庚构鉴邹执鼓谓千蕾碾揭呢颓暂蛆人捆梨歉桌瞒崔挨须御罚御踞幂孽绷矗请肘玉茂劝饺鲤倾全娃呜莆虽胡通极些驳倡预拢冷鳃很岔祸撬骸雇氨怯烙训瓤下刃搞峰佛渔论喻锨拿笑棕冲流闰夷晋毅鸽挑河涯呛厅市褪谭腻峻牢夯稻窒啃伪烃誊春冠鳖疤

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4、磁淳酬闺葵尚己氨栅浴游久贝阂掉杠日服田栋括娠漱琐倒呀沸炮版霍你氏廷隅玻卢隅庆岩摔牧矿摈连白蛀藕纳米材料在微电领域的应用摘要：纳米电子学是纳米技术的重要组成部分,其主要思想是基于纳米粒子的量子效应来设计并制备纳米量子器件。它包括纳米有序(无序）阵列体系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子学的最终目标是将集成电路进一步减小，研制出由单原子或单分子构成的在室温能使用的各种器件。目前，利用纳米电子学已经研制成功各种纳米器件。并且具有奇特性能的碳纳米管的研制成功为纳米电子学的发展起到了关键作用。本文从纳米材料的基本特性到纳米电子材料的原理与应用做了介

5、绍，着重介绍了碳纳米管在微电领域的应用。关键词：纳米材料；碳纳米管；电子陶瓷；微电子1、纳米材料的基本特性1.1小尺寸效应当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小了，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应。1.2表面效应纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。1.3量子尺寸效应当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低

6、未被占据的分子轨道能级，能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。这会导致纳米微粒磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观特性有着显著的不同。1.4量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。量子尺寸效应、隧道效应将会是未来微电子器件的基础，或者它确立了现存微电子器件中进一步微型化的极限。2、纳米电子材料的特殊电性能2.1电导、电阻是常规金属和合金材料的两个重要的性能。纳米材料的出现，使人们对电导（电阻）的研究又进入了一个新的层次。目前对纳米材料电导（电阻）的研究尚处于初始阶段。Gleiter等对纳米金属Cu、Pd、Fe块体的电阻与温度关系，电阻温度系数与颗粒尺寸的关

7、系进行了系统的研究，上述三种纳米晶材料的晶粒尺寸都在6~25nm。纳米Pd试样的总金属杂质质量分数≤0.5%，氧的质量分数为0.3%~1%，碳质量分数约1%。纳米Cu和Fe中孔洞率为1%~10%，而纳米Pd晶体只含有很少的孔洞（小于0.1%）。图1示出了不同晶粒尺寸Pd块体的比电阻与测量温度的关系（图中黑方块、黑三角、叉号、十字和白方块分别代表10nm、12nm、13nm、25nm和粗晶），由图中可看出，纳米Pd块体的比电阻随粒径的减小而增加，所有尺寸（10~25nm）的纳米晶Pd试样比电阻比常规材料的高，同时还可看出，比电阻随温度的上升而上升。图2示出了纳米晶

8、Pd块体的直流电阻温度系