第一章1、纳米科学技术概念纳米科学技术是研究在千万分之一米107到十亿分之一米109米内,原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学;同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术,又称为纳米技术。2、纳米材料的定义把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。即三维空间中至少有一维尺寸小于100
m的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料。“功能”概念,即“量子尺寸效应”。3、纳米材料五个类(维度)0维材料,1维材料,2维材料,体相纳米材料,纳米孔材料4、0、1、2维材料定义、例子0维材料尺寸为纳米级100
m以下的颗粒状物质。富勒烯、胶体微粒、半导体量子点1维材料线径为1100
m的纤维管。纳米线、纳米棒、纳米管、纳米丝2维材料厚度为1100
m的薄膜。薄片、材料表面相当薄的单层或多层膜5、纳米材料与传统材料的主要差别尺寸:第一、这种材料至少有一个方向是在纳米的数量级上。比如说纳米尺度的颗粒,或者是分子膜的厚度在纳米尺度范围内。性能:第二、由于量子效应、界面效应、表面效应等,使材料在物理和化学上表现出奇异现象。比如物体的强度、韧性、比热、导电率、扩散率等完全不同于或大大优于常规的体相材料。6、金属纳米粒子随粒径的减小,能级间隔增大7、与块体材料相比,半导体纳米团簇的带隙展宽,展宽量与颗粒尺寸成反比8、纳米材料的四大基本效应尺寸效应,介电限域效应,表(界)面效应,量子效应9、什么是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;纳米半导体颗粒存在不连续的最高被占据分子轨道(HOMO)和最低未被占据分子轨道能级(LUMO),能隙变宽的现象,均称为量子尺寸效应。10、什么是小尺寸效应当超细颗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;非晶态纳米颗粒的颗粒表面层附近原子密度减小,导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应。11、什么是表界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。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的化学活性,催化活性,吸附活性。表面效应是指纳米粒子表界面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。12、什么是宏观量子隧r