纳米技术导论.doc

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1、纳米技术导论一段时期以来，纳米技术频频在媒体中出现，有关纳米技术、纳米材料以及应用纳米技术制造的产品的优越性也广为宣传。那么，什么是纳米技术呢？木文介绍这方面的知识，供初学者参考。.纳米，是一种长度单位，符号为nm。1纳米=1亳微米=10米（既十亿分之一米），约为10个原了的长度。假设一根头发的直径为0.05亳米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度即约为1纳米。.1、纳米技术的含义.所谓纳米技术，是指在0.1-100纳米的尺度里，研究电了、原了和分了内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质

2、构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原了或分了，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。.纳米技术与微电了技术的主要区别是：纳米技术研究的是以控制单个原了、分了来实现设备特定的功能，是利用电了的波动性来工作的；而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能，是利用电了的粒了性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的，就是要实现对整个微观世界的有效控制。.纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年，国际纳

3、米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电了学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。・2、纳米电子器件的特点.以纳米技术制造的电子器件，其性能大大优于传统的电子器件：.工作速度快，纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使产品性能大幅度提高。功耗低，纳米电了器件的功耗仅为硅器件的1/1000o信息存储量大，在一张不足巴掌大的5英寸光盘上，至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。

4、体积小、重量轻，可使各类电了产品体积和重量大为减小。纳米技术包含下列四个主要方面：1•纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原了、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原了、分了或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范I韦1的性能。第一个真正认识到它的性

5、能并引用纳米概念的是口木科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离了，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钻合金，把它做成大约20-30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材札2.纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等•用的是一种类

6、似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这神工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3.纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分了间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用El组装方.法在细胞内放入零

7、件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。4.纳米电了学，包括基于量了效应的纳米电了器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原了组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷，更小，是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。