F纳米和介观物理
F 纳米和介观物理
分会召集人：张远波、彭练矛、隋曼龄、彭茹雯
分会联系人：方蔚瑞 (136********)，潘路军 (139********) 分会地点：西部校区综合教学楼二号楼A501
2018年9月15日
主持人：彭练矛，北京大学 8:30-8:40 分会开幕式 F001 8:40-9:20
郭万林, 南京航空
航天大学 (邀请报告，AIP Horizon
Lectures)
Emerging Hydrovoltaic Technology
F002 9:20-9:45
张志勇，北京大学
(邀请报告) 狄拉克源场效应晶体管
F003 9:45-10:10
马丁，北京大学 (邀请报告)
Au/α-MoC catalyst for hydrogen production from water gas shift reaction
F004 10:10-10:25 单福凯, 青岛大学
High-performance field-effect transistors based on gadolinium doped indium oxide
nanofibers and their application in logic gate
10:25-10:40 茶歇
主持人：彭茹雯，南京大学
F005 10:40-11:05
古英, 北京大学 (邀请报告)
基于手性耦合的腔量子电动力学研究 F006 11:05-11:30
曾长淦, 中国科技
大学 (邀请报告) Electron bosonic modes in graphene F007 11:30-11:55
李家方, 中科院物
理所 (邀请报告) 纳米剪纸构建光学超手征体与超颖材料
F008 11:55-12:10
黄元，中国科学院
物理研究所
新型机械解理技术制备毫米量级单层二维材料及特殊结构的加工
12:10-14:00午餐&午休 主持人：隋曼龄，北京工业大学 F009 14:00-14:40 邹志刚, 南京大学
(邀请报告，AIP
Horizon Lectures)
纳米光催化材料研究——面临的机遇与挑战
F010 14:40-15:05
潘安练, 湖南大学
(邀请报告)
Band Gap/Interface Engineering and optoelectronics of Low Dimensional Semiconductors
F011 15:05-15:30
缪峰, 南京大学
(邀请报告) 二维材料的电子输运与器件物理研究 F012 15:30-15:45
刘爱萍，南京邮电
大学
基于傅里叶全息光栅制备涡旋光
15:45-16:00 茶歇 主持人：潘安练，湖南大学
F013 16:00-16:25
张广宇, 中科院物
理所 (邀请报告) 叠层二维材料的结构调控和物性 F014 16:25-16:50
何林, 北京师范大
学 (邀请报告) Magic-angle twisted graphene bilayer
F015 16:50-17:15
熊翔, 南京大学
(邀请报告) 基于二维/三维人工微纳结构的等离激元光调控
F016 17:15-17:30
朱马光，北京大学 定向转移收缩法制备大面积高密度平行碳纳米管阵列
F017 17:30-17:45
郭潇，中国科学院
物理研究所 单分子酞菁锰器件中近藤效应的调控
17:45-19:00 晚餐
9月16日
主持人：姜开利，清华大学
F018 8:30-8:55 刘开辉, 北京大学 (邀请报告) 米级单晶石墨烯的界面调控制备与表征
F019 8:55-9:20
游雨蒙, 东南大学 (邀请报告) 分子基压电材料
F020 9:20-9:45
王曾晖, 电子科
技大学 (邀请报
告)
二维微纳谐振器件中的噪声过程、非线性效应，及线性动态范围
F021 9:45-10:00 鲍丽宏，中国科学院物理研究所 黑磷、类黑磷二维原子晶体材料的电子器件与输运性质
F022 10:00-10:15
路建明，北京大
学
离子液体场效应调控单层伊辛超导体WS2
10:15-10:35 茶歇 主持人： 张志勇，北京大学
F023 10:35-11:00
钟虓龑, 清华大学 (邀请报告) 磁性材料原子尺度显微结构与自旋构型
F024 11:00-11:25 许建斌，香港中
文大学 (邀请报
告)
二维层状电子材料的研究：结构与性质及器件
F025 11:25-11:50 郝玉峰, 南京大
高质量双层石墨烯的生长与器件
学(邀请报告)
F026 11:50-12:05 张智宏，北京大
学
米级单晶石墨烯外延制备12:00-14:00午餐&午休
主持人：许健斌，香港中文大学
F027 14:00-14:25 闫鹏飞, 北京工
业大学
(邀请报告)
从介观到原子尺度揭示锂电池层状氧
化物正极的演变
F028 14:25-14:50 姜开利, 清华大
学(邀请报告)
高纯度半导体性碳纳米管的可控合成
与快速表征
F029 14:50-15:15 潘路军, 大连理
工大学
(邀请报告)
碳纳米线圈的力、热、电特性及其应用
F030 15:15-15:30 杨英君，北京大
学
碳纳米管薄膜CMOS场效应晶体管及
其系统集成
15:30-15:50 茶歇
主持人：郝玉峰, 南京大学
F031 15:50-16:15 张金松，清华大
学(邀请报告)
薄层MoS2中可逆性和选择性的离子嵌
入以及原位物性研究
F032 16:15-16:40 韩拯, 沈阳金属
所(邀请报告)
二维本征铁磁半导体场效应器件
F033 16:40-17:05 方蔚瑞, 大连理
工大学(邀请报
告)
Towards plasmon assisted single chiral
molecule detection
F034 17:05-17:20 刘静遐，北京大
学
基于单层MoS2 FET的超高精度DNA
传感器
17:20-19:00 晚餐
墙报
墙报张贴时间：9月14日12:00-14:30
优秀墙报评选：9月14日14:30-18:00
地点：西部校区综合教学二号楼A区5楼走廊
编号姓名、单位题目
F-P001 赵杰，北京大学高性能碳纳米管薄膜晶体管的大面积高均一性制备
F-P002 向立，北京大学可生物集成的超低功耗碳纳米管集成电路
F-P003 张一帆，上海大学磁场增强电弧法制备多壁碳纳米管包覆的一维碳原子链
F-P004 马国梁，上海师范
大学
基于过渡金属氧化物薄膜的硅纳米线太阳能电池
F-P005 李克训，中国电子
科技集团公司第
三十三研究所
图形化定向碳纳米管阵列制备及其场发射性能研究
F-P006 阮刘霞，东北大学纳米磁体TbPc2的制备及性能研究
F-P007 赵静，中国科学院
北京纳米能源与
系统研究所
Static and Dynamic Piezotronic Tuned MoS2 Field
Effect Transistor
F-P008 张志斌，北京大学光学衬度方法判定铜晶面
F-P009 孙复莉，中国人民
大学
电容性耦合侧联双量子点
F-P010 陈许敏，杭州电子
科技大学
基于三明治结构驻极体薄膜的微振动能量采集器研究
F-P011 李学思，东北大学Double Andreev reflections and double electron transmissions in a normal-superconductor-normal junction based on type-II Weyl semimetal
F-P012 马泽，北京大学氧化钇“覆盖-去除”工艺提升碳纳米管薄膜光电二极管性能及均一性
F-P013 宋化鼎，北京大学石墨烯-铁酸铋异质体系中的可控磁近邻效应
F-P014 张文卿，昆明理工
大学
用铜蒸汽辅助CVD法在SiO2/Si衬底上合成单层石墨烯
F-P015 刘汝新，聊城大学基于供-受体共聚物的双参量多状态记忆器件的特性研究
F-P016 单福凯，青岛大学High-performance field-effect transistors based on gadolinium doped indium oxide nanofibers and their application in logic gate
F-P017 张也平，中国工程
物理研究院流体
物理研究所
一种束腰型纳米臂微腔的光声特性分析
F-P018 王金焕，北京大学Visualizing grain boundaries in monolayer MoSe2 by mild H2O vapor etching
F-P019 王治强，中山大学利用全氯晕苯与二溴三联苯制备多孔石墨烯纳米片F-P020 梁晶，北京大学基于光学倍频监控单层二硒化钼中的局部应变矢量
F-P021 朱维，中国科学院
物理研究所
基于石墨烯/Ag纳米颗粒杂化结构中超快电荷转移的超
灵敏表面增强拉曼散射(SERS)探测
F-P022 李策，中国科学院
物理研究所
基于相变材料实现近红外主动调控的完美吸收超表面
F-P023 胡莎，中国科学院
物理研究所
基于锗纳米二聚体的高Q全介质超材料
F-P024 黄奇，北京大学紫外臭氧和氧等离子体处理以改善碳纳米管薄膜晶体管的接触
F-P025 王超，中国科学院
物理研究所
硅纳米管负极嵌锂时的各向异性膨胀与断裂及尺寸效应
F-P026 张莹莹，大连理工
大学
带电离子在单壁、双壁和三壁碳纳米管内沟道过程的理论
研究
F-P027 洪浩，北京大学二维材料结构不依赖的层间电荷转移F-P028 刘灿，北京大学单根碳纳米管光学极化率的测量
F-P029 朱天翔，上海大学氧化镍修饰单壁碳纳米管巴基纸的制备及其在电化学葡萄糖传感器中的应用
F-P030 李鹏飞，山西大学A counterexample of B-Au and B-BO isolobal analogy in B11Au and B12O clusters
F-P031 冯林雁，山西大学Boron-based binary Be6B102- cluster: three-layered aromatic sandwich, electronic transmutation, and dynamic structural fluxionality
F-P032 孙春心，河北工业
大学
基于交流沉积法的竹节型锡镍纳米线的制备与研究
F-P033 常瑞恒，华中科技
大学
光掺杂量子点中的声子行为的研究
F-P034 马亚庆，哈尔滨工
业大学
片状Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3压电微晶的合成与压电性
能研究
F-P035 刘博海，同济大学基于一维有机纳米线的热整流器
F-P036 张颖，同济大学基于扫描热显微镜SThM的有机物单晶薄膜热导率测量F-P037 戴彤宇，北京大学高性能石墨烯霍尔集成电路
F-P038 刘新军，天津大学
理学院应用物理
学系
非晶氧化铌阈值开关导电机制的研究
F-P039 陈曦，中国科学院
大学
Thermodynamics of Spin-1/2 Kagom\'e Heisenberg
Antiferromagnet: Algebraic Paramagnetic Liquid and
Finite-Temperature Phase Diagram
F-P040 马赫，北京工业大
学
基于二氧化钒与碳纳米管薄膜复合的光致微纳驱动器研
究
F-P041 吴军，南京大学Electronic properties of grains and grain boundaries in bilayer graphene grown by chemical vapor deposition
F-P042 佘淑娟，东华大学银纳米线
F-P042 邵林，南京师范大
学
Time-dependent multiple barriers of the electric and
exchange fields in silicene-like nanoribbons
中国十大纳米人
中国十大纳米人 中国十大纳米人 名:出生于:1938星:五星 贡献:第一个将纳米概念引入中国的人:坠落的星座:悲伤之星 单位:合肥固体物理研究所 点评:张先生是第一个将纳米概念真正引入中国的本土科学家。20世纪90年代初，他作为该分支机构的主席，应邀参与纳米材料结构和光电性能的研究。他受到了广泛的关注，并得到了水稻材料的创始人格雷特尔教授的称赞。何和穆教授合著的《纳米材料》和《纳米材料与纳米结构》是我国仅有的两部综合性纳米教材，引导许多青年学生和科技工作者走向纳米领域。近年来，他致力于水稻材料的产业化，为水稻材料和纳米技术的推广做出了巨大贡献。中国的发展非常重要。他是第一位名副其实的中国纳米专家。可悲的是，尽管他是纳米的第一个成员，但他仍然不是院士。这是对中国当前院士制度的极大讽刺。缺点是他从未能组织一个强大的团队。近年来，他的工作深度不够，也没有杰出的弟子。由于年龄的关系，会逐渐退出舞台。小名:钱一泰出生于1941年恒星:五星 贡献:溶剂热合成发展的发明者之一:夏暮星座:幸运星单位:科技大学点评:钱先生是溶剂热合成的发明者之一，是国际上溶剂热合成大米材料的专家20世纪90年代后期合成金刚石和立方氮化镓的工作受到广泛关注。借此，东风成为中国第一位纳米院士，这是一颗幸运星。把他放在第二位也是理所应当的。不足之处在于他缺乏人情味。他的
弟子们成群结队地走了出来，对他严厉的策略感到敬畏，一个接一个地离开了。近几年来，工作的深度不够，但仍能靠搬家和吃老本维持。由于他的院士身份，他将活跃大约10年。但是，很难控制中国纳米政策 第三名:1965年出生的卢柯明星:五星 贡献:方正开发非晶结晶法制备大米材料:前景星座:天王星单位:沈阳金属研究所 评语:鲁先生是非晶结晶法的创造者，非晶结晶法是国际公认的三种大米材料制备技术之一。自从他出道以来，他一直在纳米研究的国际前沿工作，他的研究方向从头到尾都非常具体，因此他有很大的深度。近年来发表在《科学与公共图书馆》上的作品引起了国际反响。它不仅在学术上是一流的，而且其组织能力也是一流的。虽然它的信徒并不出名，但他们做得非常扎实，有很强的凝聚力。他在个人交往方面也很突出，与许多学者有着密切的联系。在年轻的时候，他就已经是一名国际专家，也是中国最年轻的学者之一。也许 是他长期提拔官员的缺点。我想知道他还要在科学研究的第一线工作多久。中国未来的第一纳米！ 第四名:范寿山出生:1947星:四星 贡献:碳纳米管实用化发展的本土推动者之一:平原星座:逍遥星单位:清华大学点评:范进入纳米材料领域比较晚，工作主要集中在碳纳米管相关项目上发表在《科学与自然》上的作品有一定的影响力。突出的贡献是最近做了大量的工作来促进纳米材料的应用。许多人肯定听
纳米材料的制备方法及其研究进展
纳米材料的制备方法及其研究进展纳米材料的制备及其研究进展 摘要:综述了纳米材料的结构、性能及发展历史;介绍了纳米材料的制备方法及最新进展;概述了纳米材料在各方面的应用状况和前景;讨论了目前纳米材料制备中存在的问题。 关键词:纳米材料;结构与性能;制备技术;应用前景;研究进展 1 引言 纳米微粒是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，微粒具有壳层结构。由于微粒的表面层占很大比重，所以纳米材料实际是晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合，纳米材料具有大量的界面，晶界原子达15%-50%。 这些特殊的结构使得纳米材料具有独特的体积效应、表面效应，量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，从而使其具有奇异的力学、电学、磁学、热学、光学、化学活性、催化和超导性能等特性，使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值，美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”，欧共体的“尤里卡计划”等都将纳米材料的研究列入重点发展计划;日本在10年纳米微粒的制备方法 1 纳米微粒的制备方法一般可分为物理方法和化学方法。制备的关键是如何控制颗粒的大小和获得较窄且均匀的粒度分布。 1.1 物理方法 1.1.1 蒸发冷凝法
又称为物理气相沉积法，是用真空蒸发、激光、电弧高频感应、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体，然后在介质中骤冷使之凝结。特点:纯度高、结晶组织好、粒度可控;但技术设备要求高。根据加热源的不同有: (1)真空蒸发-冷凝法其原理是在高纯度惰性气氛(Ar,He)下，对蒸发物质进行真空加热蒸发，蒸气在气体介质中冷凝形成超细微粒。1984年Leiter[2]等首次用惰性气体沉积和原位成型方法，研制成功了Pd、Cu、Fe 等纳米级金属材料。1987 年Siegles[3]采用该法又成功地制备了纳米级TiO2 陶瓷材料。这种方法是目前制备纳米微粒的主要方法。特点:粒径可控，纯度较高，可制得粒径为5~10nm的微粒。但仅适用于制备低熔点、成分单一的物质，在合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米微粒时还存在局限性。 (2)激光加热蒸发法是以激光为快速加热源，使气相反应物分子是利用高压气体雾化器将-20~-40OC的氦气和氩气以3倍于音速的速度射入熔融材料的液流是以高频线圈为热源，使坩埚是用等离子体将金属等的粉末熔融、蒸发和冷凝以获得纳米微粒。特点:微粒纯度较高，粒度均匀，是制备氧化物、氮化物、碳化物系列、金属系列和金属合金系列纳米微粒的最有效的方法，同时为高沸点金属纳米微粒的制备开辟了前景。但离子枪寿命短、功率小、热效率低。目前新开发出的电弧气化法和混合等离子体法有望克服以上缺点。 (6)电子束照射法1995年许并社等人[4]利用高能电子束照射母材，成功地获 得了表面非常洁净的纳米微粒，母材一般选用该金属的氧化物，如用电子束照射 Al2O3 后，表层的Al-O 键被高能电子“切断”，蒸发的Al原子通过瞬间冷凝，形核、长大，形成Al的纳米微粒，但目前该方法获得的纳米微粒限于金属纳 米微粒。 1.1.2 物理粉碎法
纳米材料物理-磁光性能
纳米材料的磁光性能 磁光效应 磁光效应就是指极化光与磁性物质交互作用后所产生的一种效应。它分为Faraday效应和Kerr效应。1846年，Faraday发现在玻璃样品上加上磁场时，透射光的极化面发生旋转，这就是Faraday效应。如图1(a)所示，红色表示加在物质上的磁场或磁化作用，黄线表示极化光，极化光通过被磁化的物质后产生Faraday效应。注意，所加磁场的方向与光束行进的方向平行。1877年Kerr在观察极化光束从磁性物质反射后，光束的极化以及强度有了改变，这就是磁光科尔效应(magneto-ptical Kerr effect, MOKE)。如图1(b)所示。 图 1 随着铁磁物质磁化强度矢量M的方向相对于材料的表面和人射光束的人射平面的取向，MOKE实际上分为3种效应:纵向MOKE、极性MOKE(Polar MOKE)和横向MOKE。可以用图形清晰地分别表示如下。 纵向MOKE是由于磁化强度矢量处于材料的表面内并平行于入射平面，如图2(a)所示。通常用s极化和P极化分别表示垂直和平行于入射平面光的极化。纵向MOKE简单，其人射光束或者只在s平面或者只在P平面极化，因此其反射光就转变为椭圆极化光。椭圆的主轴常常围绕着主平面有些微的旋转，称之为Kerr旋转。这种椭圆率称为Kerr椭圆率。 透射中也存在着同样的效应，当然通常这只能在薄膜中才看得到，因为绝大多数磁物质在磁光活跃的区域是不透明的。 这些效应的符号和数量比例于M和它的方向。在垂直人射方向没有观察到
什么效应。 图(b)所示的为横向MOKE 梗概图，此时磁化强度垂直于外加磁场和人射平面。与纵向MOKE 不同，第一，它只是在P 平面内极化；第二，反射光仍然保持线性极化，只有反射振幅的变化，即M 的变化只是从+M 变为-M ，反射率从R+?R 变为R-?R 。在垂直人射上没有什么效应。 图(c)所示的是极化MOKE 梗概图，此时磁化矢量垂直于样品表面。像纵向MOKE 一样，它只是在p 平面或s 平面内发生。这种效应中的人射光处于这些线性极化态的一种，反射时转化为椭圆极化光。在垂直人射方向可观察到效应。 金属纳米粒子和纳米粒子薄膜的磁光效应 Menendez 等制备了嵌人于非晶态Al 2O 3层中的Fe 纳米粒子A ，B 和C 三种样品，它们的粒径分别为2.4nm ，4nm 和8nm ，含量分别为10%，30%和40% ， Al 2O 3层的厚度分别17nm ，18nm 和18.5nm ，测定了它们的MOKE 。图3是这三个样品的Kerr 椭圆率和旋转角与能量关系的测定结果。最明显的特点是在所有的样品中，不论是椭圆率还是旋转角谱，由于干涉的作用，都在4--4.5 e V 附近出现峰值。作者应用不同的有效媒介近似的广义方法描述了实验结果，从理论与实验符合程度发现，在纳米平均粒径大于4 nm 时，两则符合得较好，而在粒径为约2nm 时，两者的偏差大。这就说明，在粒径小于4nm 时，纳米粒子的磁光性能，因为其电子结构与体材的不同。 图 2
纳米材料物理热学性质
纳米材料的热学性质 纳米材料是一种既不同于晶态，又不同于非晶态的第三类固体材料，通常指三维空间尺寸至少有一维处于纳米量级 ( 1 n m～1 0 0 n m)的固体材料。由于纳米材料粒径小，比表面积大，处于粒子表面无序排列的原子百分比高达 l 5 ～5 0 ％。纳米粒子的这种特殊结构导致其具有不同于传统材料的物理化学特性。纳米材料的高浓度界面及原子能级的特殊结构使其具有不同于常规块体材料和单个分子的性质，纳米材料具有表面效应，体积效应，量子尺寸效应宏观量子隧道效应等，从而使得纳米材料热力学性质具有特殊性，纳米材料的各种热力学性质如晶格参数，结合能，熔点，熔解焓，熔解熵，热容等均显示出尺寸效应和形状效应。可见，纳米材料热力学性质在各方面均显现出与块体材料的差异性，研究纳米材料的热力学性质具有极其重要的科学意义和应用价值。 一热容 1996年，在低温下测定了纳米铁随粒度变化的比热，发现与正常的多晶铁相比，纳米铁出现了反常的比热行为，低温下的电子比热系数减50 %。 1998年，通过研究了粒度和温度对纳米粒子热容的影响，建立了一个预测热容的理论模型，结果表明:过剩的热容并不正比于纳米粒子的比表面，当比表面远小于其物质的特征表面积时，过剩的热容可以认为与粒度无关。 2002年，又把多相纳米体系的热容定义为体相和表面相的热容之和，因为表面热容为负值，所以随着粒径的减小和界面面积的扩大，将导致多相纳米体系总的热容的减小， 二.晶格参数，结合能，内聚能 纳米微粒的晶格畸变具有尺寸效应，利用惰性气体蒸发的方法在高分子基体上制备了1. 45nm 的pd纳米微粒，通过电子微衍射方法测试了其晶格参数，发现 Pd 纳米微粒的晶格参数随着微粒尺寸的减小而降低。结合能的确比相应块体材料的结合能要低。通过分子动力学方法，模拟 Pd 纳米微粒在热力学平衡时的稳定结构，并计算微粒尺寸和形状对 晶格参数和结合能的影响，定量给出形状对晶格参数和结合能变化量的贡献研究表明:在一定的形状下，纳米微粒的晶格参数和结合能随着微粒尺寸的减小而降低，在一定尺寸时，球形纳米微粒的晶格参数和结合能要高于立方体形纳米微粒的相应量。 三纳米粒子的熔解热力学 熔解温度是材料最基本的性能，几乎所有材料的性能如力学性能，物理性能以及化学性能都是工作温度比熔解温度( T /Tm )的函数，除了熔解温度外，熔解焓和熔解熵也是描述材料熔解热力学的重要参量；熔解焓表示体系在熔解的过程中，吸收热量的多少，而熔解熵则是体系熔解过程中熵值的变化。几乎整个熔解热力学理论就是围绕着熔解温度，熔解熵和熔解焓建立的块体材料的熔解温度(有时称熔点) 熔解焓(或称熔解热)和熔解熵一般是常数，但对于纳米材料则非如此实验表明:纳米微粒的熔解温度依赖于微粒的尺寸。 四反应体系的化学平衡 利用纳米氧化铜和纳米氧化锌分别与硫酸氢钠溶液的反应，测定出不同粒径，不同温度时每个组分反应的平衡浓度，从而计算出平衡常数，进而得到化学反应的标准摩尔吉布斯函数;通过不同温度的标准摩尔吉布斯函数，可得化学反
制备纳米材料的物理方法和化学方法
制备纳米材料的物理方法和化学方法 （********） 纳米科学技术是20世纪80年代末产生的一项正在迅猛发展的新技术。所谓纳米技术是指用若干分子或原子构成的单元—纳米微粒，制造材料或微型器件的科学技术。 纳米材料的制备方法甚多，目前制备纳米材料中最基本的原则有二：一是将大块固体分裂成纳米微粒；二是由单个基本微粒聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。 1物理制备方法 早期的物理制备方法是将较粗的物质粉碎，如低温粉碎法、超声波粉碎法、冲击波粉碎法、蒸气快速冷却法、蒸气快速油面法等等。近年来发展了一些新的物理方法，这些方法我们统称为物理凝聚法，物理凝聚法主要分为 （1）真空蒸发靛聚法 将原料用电弧高频或等离子体等加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷，使之凝结成纳米微粒。其粒径可通过改变通入惰性气体的种类、压力、蒸发速率等加以控制，粒径可达1—100nm 。具体过程是将待蒸发的材料放人容器中的柑锅中，先抽到410Pa 或更高的真空度，然后注人少量的惰性气体或性2N 、3NH 等载气，使之形成一定的真空条件，此时加热，使原料蒸发成蒸气而凝聚在温度较低的钟罩壁上，形成纳米微粒。 （2）等离子体蒸发凝聚法 把一种或多种固体颗粒注人惰性气体的等离子体中，使之通过等离子体之间时完全蒸发，通过骤冷装置使蒸气奴聚制得纳米微粒。通常用于制备含有高熔点金属合金的纳米微粒，如Fe-A1 , Nb- Si 等。此法常以等离子体作为连续反应器制备纳米微粒。 综上所述，物理方法通常采用光、电等技术使材料在真空或惰性气氛中蒸发，然后使原子或分子形成纳米颗粒，它还包括球磨、喷雾等以力学过程为主的制备
纳米材料物理
纳米材料的基本效应 纳米材料的特殊性能是由于纳米材料的特殊结构，使之产生四大效应，即尺寸效应(量子尺寸效应、小尺寸效应)/表(界)面效应/量子效应(宏观量子隧道效应、库仑堵塞与量子隧穿)/介电限域效应,从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能。 宏观尺度的金属材料在高温条件下，其能带可以看作是连续的。 (久保理论) 对于纳米金属颗粒来说，低温下能带的离散性会凸现出来。相邻电子能级之间的间隔d将随颗粒体积V的减小而增加。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。 能带理论表明，金属费米能级附近电子能级一般是连续的，这一点只有在高温或宏观尺寸情况下才成立。对于只有有限个导电电子的超微粒子来说，低温下能级是离散的，对于宏观物体包含无限个原子(即导电电子数N→∞)，由久保公式可得能级间距d→0，即对大粒子或宏观物体能级间距几乎为零；而对纳米微粒，所包含原子数有限，N值很小，这就导致d有一定的值，即能级间距发生分裂。当能级间距大于热能、磁能、静磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时，必须要考虑量子尺寸效应，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。
Ag的电子数密度n = 6 × 1022/cm3，由公式 当T=1K时，能级最小间距d/kB=1，代入上式，求得d=20nm。根据久保理论，当d＞kB时才会产生能级分裂，出现量子尺寸效应.由此得出，当粒径d＜20nm，Ag纳米微粒变为 非金属绝缘体，如果温度高于1K，则要求d << 20nm才有可能变为绝缘体。这里应当指出，实际情况下金属变为绝缘体除了满足d＞kB外，还需满足电子寿命>h/d的条件。实验表明，纳米Ag的确具有很高的电阻，类似于绝缘体，这就是说，纳米Ag满足上述两个条件。 Shift to higher energy in smaller size Discrete structure of spectra Increased absorption intensity
纳米器件物理与化学
纳米器件物理与化学教育部重点实验室 年报 2007
纳米器件物理与化学教育部重点实验室 Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices 实验室主任：彭练矛教授Director of Laboratory: Professor Lian-Mao Peng, PhD 学术委员会主任：解思深院士Chairman of Academic Committee: Professor Si Shen Xie, PhD 实验室总体定位和主要研究方向 本实验室主要学术定位为在微电子向纳电子的发展过程中，当器件尺度逐渐接近甚至小于特征自由程、传统的微电子“scaling down”发展方式不再有效时，研究纳电子学进一步发展的可能模式和所面临的基本物理和化学问题，为进一步发展基于新的工作原理的、更小、更快、功能更强大的集成芯片做准备。实验室研究性质基本为有重大应用牵引的基础研究，所有研究都是围绕着基于纳米材料的纳米器件来开展的。目前主要研究方向为： 1、基于纳米材料的器件及集成 2、纳米材料和结构的物性及功能化 3、纳米材料和结构的可控制备 4、纳米材料的器件理论
2007年度总结报告 1、研究水平与贡献 实验室在2006-2007年度进一步整合了队伍、凝炼了研究方向，在实验室内加强不同学科的研究人员间的实质性合作，在碳纳米管器件、纳米器件单元材料的性能调控和纳米操纵等几个方面都有了突破，受到国际关注。本年度还完成了两件大事，一是顺利通过了教育部专家组对实验室的评估，并获得了评估专家的高度评价；二是经过艰苦努力终于完成了微纳加工超净实验室的基本建设，为实验室未来的发展打下了基础。研究方面的突出成果有：（1）在纳电子器件的制备和性能方面，在国际上首次提出并实现了在单根单壁碳纳米管上通过调节电极金属制备n型和p型场效应晶体管，并进而实现了反相器等碳纳米管器件，器件性能达到了国际先进水平。上述方法比前人所用的掺杂方法可控性更高并有利于集成。研究成果在Nano Letters等杂志上发表。 （2）在纳米结构的原位加工操纵方面，发明了碳纳米管“纳米刀”等一系列纳米加工和纳米操纵方法，并系统研究了单根纳米管、纳米线的性能影响因素。其中“纳米刀”能准确、可控、方便地加工单个纳米管和纳米线，是一种新技术，文章在Nanotechnology上作为封面发表并很快被Nature Nanotechonology, Nature China 和Small等杂志评价。 （3）发展了单壁碳纳米管局域能带调控的三种方法：温度阶跃生长法、图形基底生长法和SPM操纵法，为基于轴向能带调控思想的单壁碳纳米管器件集成技术奠定了基础，为碳纳米管电子器件的实用化提供了新的探索思路。主要成果在Nature Materials，Nano letters, JACS等杂志上发表，受到国际同行的关注。 2、队伍建设与人才培养 现有全职固定人员21人，其中长江学者1人、杰出青年2人、教授7人、副教授7人和副研2人。 有在站博士后7人、在读博士生50余人、在读硕士生20余人。 本年度张锦获得国家杰出青年基金资助，侯士敏入选教育部“新世纪人才支持计划”。 3、开放交流与运行管理 实验室人员多次担任国际会议和全国性会议的学术委员会委员、分会主席和程序委员。来自美国、英国等地的国际同行多人次来本实验室做学术报告。 实验室不断健全各种规章制度。 4、实验室大事记 本年度实验室完成了两件大事，一是顺利通过了教育部专家组对实验室的评估，并获得了评估专家的高度评价；二是经过艰苦努力终于完成了微纳加工超净实验室的基本建设，为实验室未来的发展打下了基础。
纳米材料的制备及合成
纳米材料的合成与制备 (1) 摘要 (1) 关键词 (1) The synthesis and preparation of nanomaterials (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1纳米材料的化学制备 (2) 1.1纳米粉体的湿化学法制备 (2) 1.2纳米粉体的化学气相法制备 (2) 1.2.1气体冷凝法 (3) 1.2.2溅射法 (3) 1.2.3真空蒸镀法 (4) 1.2.4等离子体方法 (4) 1.2.5激光诱导化学气相沉积法(LICVD) (4) 1.2.6爆炸丝方法 (5) 1.2.7燃烧合成法 (5) 1.3纳米薄膜的化学法制备 (5) 1.4纳米单相及复相材料的制备 (6) 2纳米材料的物理法制备 (7) 2.1纳米粉体(固体)的惰性气体冷凝法制备 (7) 2.2纳米粉体的高能机械球磨法制备 (7)
2.3纳米晶体非晶晶化方法制备 (8) 2.4深度塑性变形法制备纳米晶体 (9) 2.5纳米薄膜的低能团簇束沉积方法(LEBCD)制备 (9) 2.6纳米薄膜物理气相沉积技术 (9) 3纳米材料的应用展望 (10) 4 总结 (11) 参考文献 (12)
纳米材料的合成与制备 摘要本文综述了近年来在纳米材料合成与制备领域的一些最新研究进展，包括纳米粉体、块体及薄膜材料的物理与化学方法制备。从纳米材料合成和制备的角度出发,较系统的阐述了纳米材料合成与制备的最新研究进展,包括气相法,液相法及固相法合成与制备纳米材料;并介绍了纳米材料在高科技领域中的应用展望。 关键词纳米材料，合成，制备 The synthesis and preparation of nanomaterials Abstract This paper summarized the recent years in the field of nanometer material synthesis and preparation of some of the latest research progress, including nano powder, bulk and thin film materials preparation physical and chemical methods. From the perspective of nano material synthesis and preparation, systematically expounds the synthesis and the latest progress in the preparation of nanometer materials, including gas phase, liquid phase method and solid phase synthesis and preparation of nano materials; And introduces the application of nanomaterials in the field of high-tech prospects. Keywords nano materials, synthesis, preparation 引言 纳米材料是晶粒尺寸小于100nm的单晶体或多晶体,由于晶粒细小,使其晶界上的原子数多于晶粒内部的,即产生高浓度晶界,因而使纳米材料有许多不同于一般粗晶材料的性能,如强度硬度增大、低密度、低弹性模量、高电阻低热导率等。
纳米材料论文
纳米材料的特性与应用 摘要：纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚爱好。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学特性，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工、催化、涂料等领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。 关键词：纳米材料特性应用 1. 纳米发展简史 1959年，着名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。 1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2．什么是纳米材料 纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。 一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 3. 纳米材料的特性 广义地说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1-100nm）或由他们作为基本单元构成的材料。 3.1表面与界面效应 这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时，微粒包含4000个原子，表面原子占40%；粒子直径为1纳米时，微粒包含有30个原子，表面原子占99%。主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。再例如，粒子直径为10纳米和5纳米时，比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。 3.2小尺寸效应
举例说明纳米材料的结构与其性质的关系
代鹏程无机化学2009级硕博连读学号：200911461 题目：举例说明纳米材料的结构与其性质的关系 答： 目录 1、纳米材料定义 2、纳米材料的结构 3、纳米材料的性能 4、以量子点为例说明纳米材料结构与其性质的关系 5、以纳米线为例说明纳米材料结构与其性质的关系 1、纳米材料定义 纳米材料是纳米级结构材料的简称。狭指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米，在通常情况下不超过10纳米；从广义上说，纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1～100nm）限制的各种固体超细材料，它包括零维的原子团簇（几十个原子的聚集体）和纳米微粒；一维纳米纤维；二维纳米微粒膜（涂层）及三维纳米材料。 2、纳米材料的结构 材料学研究认为：材料的结构决定材料的性能，同时材料的性能反映材料的结构。纳米材料也同样如此。对于纳米材料，其特性既不同于原子，又不同于结晶体，可以说它是一种不同于本体材料的新材料，其物理化学性质与块体材料有明显的差异。 纳米材料的结构特点是：纳米尺度结构单元，大量的界面或自由表面，以及结构单元与大量界面单元之间存在的交互作用。在结构上，大多数纳米粒子呈现为理想单晶，也有呈现非晶态或亚稳态的纳米粒子。纳米材料的结构上存在两种结构单元；即晶体单元和界面单元。晶体单元由所有晶粒中的原子组成，这些原子严格地位于晶格位置；界面单元由处于各晶粒之间的界面原子组成，这些原子由超微晶粒的表面原子转化而来。 纳米材料由于非常小，使纳米材料的几何特点之一是比表面积（单位质量材料的表面积）很大，一般在102～104m2/g。它的另一个特点是组成纳米材料的单元表面上的原子个数与单元中所有原子个数相差不大。例如：一个由5个原子组成的正方体纳米颗粒，总共有原子个数53=125个，而表面上就有约89个原子，占了纳米颗粒材料整体原子个数的71%以上。这些特点完全不同于普通的材料。例如，普通材料的比表面积在10m2/g以下，其表面原子的个数与组成单元的整体原子个数相比较完全可以忽略不计。 由于以上纳米材料的两上显著不同于普通材料的几何特点，从物理学的观点来看，就使得纳米材料有两个不同于普通材料的物理效应表现出来，这是一个由量变到质变的过程。一个效应我们称之为量子尺寸效应，另一个被称之为表面效应。量子尺寸效应是由于材料的维度不断缩小时，描述它的物理规律完全不同
[NSFC]碳基无掺杂纳电子器件和集成电路
项目名称：碳基无掺杂纳电子器件和集成电路首席科学家：xxx 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 本项目的总体目标： 本项目的总体目标为发展有自主知识产权的低成本高性能碳基纳电子、光电子集成芯片，建设一支高水平的碳基纳米电子和光电子学的研究队伍，培养相关领域的优秀青年人才，将项目的主要支撑单位“纳米器件物理与化学教育部重点实验室”建设成为国际著名的纳米器件研究中心。在碳纳米管CMOS集成电路方面，制备出中等规模的碳纳米管CMOS集成电路，例如碳纳米管全加器。在高性能碳纳米管基光电器件方面，做到发光器件的室温电致发光光谱的半高宽和荧光光谱相当，即不大于30 meV，探测器的光电压不小于0.2 V，并初步实现纳电子电路的电信号与光通讯电路的光信号间的相互转换。 五年预期目标： 五年预期目标为探索碳基纳电子和光电子器件的极限性能，并利用这些器件构建成若干高性能电路，预计可以取得如下成果： （1）集成电路用碳纳米管阵列的可控生长。在晶片尺寸绝缘基底上制备出直径大约在1.5 nm，管径分布不超过 0.3 nm的平行半导体性单壁碳 管，初步实现碳纳米管的间距和位置可控，半导体性碳纳米管含量高 于95%。 （2）适合于碳基电子学的高κ栅介质材料。在碳纳米管或石墨烯上生长出等效氧化层厚度(EOT)小于2纳米的栅介质薄膜，薄膜材料能隙在5 电子伏特以上，在1MV/cm的电场下，漏电流低于10mA/cm2，对器 件载流子迁移率和电导的损害在10%以下。 （3）碳基新型射频电路。测量高频下碳基纳米结构的动能电感，利用碳纳米结构搭建新型的碳基射频电路。 （4）纳米阻变存储器。利用碳基材料作为存储介质，结合传统硅基驱动电路，实现可工作的原型碳基纳米存储器。 （5）优秀人才培养。将年轻学者培养成为能够独当一面的学科带头人，项目执行期间培养出1-2名国家杰出青年基金获得者；将一线工作的优 秀学生培养成为具有独立工作能力的优秀科研工作者，项目执行期间
纳米材料的物理性能.
《材料科学前沿》 学号：S1******* 流水号：S2******* 姓名：张东杰 指导老师：郝耀武
纳米晶材料的物理性能 摘要：纳米材料由于其独特的微观结构和奇异的物理化学性质，目前已成为材料领域研究的热点之一。纳米晶材料具有优异的物理特性，这是由所组成的微粒的尺寸、相组成和界面这三个方面的相互作用来决定的。本文简要介绍了纳米晶材料的定义，综述了纳米晶材料的各种物理特性。 关键词：纳米材料，纳米晶材料，物理性能 1、引言 纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（1~100nm）的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节，是人们过去从未探索过的新领域。实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中存在结构上有序度的变化和在状态上的非平衡性质，使体系的性质产生很大的差别。对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。 纳米材料按其结构可分为四类：晶粒尺寸至少在一个方向上在几个纳米范围内的称为三维纳米材料；具有层状结构的称为二维纳米材料；具有纤维结构的称为一维纳米材料；具有原子簇和原子束结构的称为零维纳米材料。 纳米晶材料（纳米结构材料）的概念最早是由H.Gleiter出的，这类固体是由（至少在一个方向上）尺寸为几个纳米的结构单元（主要是晶体）所构成。纳米晶材料是一种非平衡态的结构，其中存在大量的晶体缺陷。当然，纳米材料也可由非晶物质组成，例如：半晶态高分子聚合物是由厚度为纳米级的晶态层和非晶态层相间地构成的故是二维层状纳米结构材料。又如纳米玻璃的组成相均为非晶态，它是由纳米尺度的玻璃珠和界面层所组成。我们这里主要讨论纳米晶材料的物理性能。
纳米科技与纳米技术
纳米技术 1510700224 韦甜甜纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术，也称毫微技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。 1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。 利用纳米技术将氙原子排成IBM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。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。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。 在我国，纳米技术早已融入到大众的生活了，包括很多涂料、纤维材料、燃料、高分子合成和纺织品加工处理技术等等。其实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。 纳米技术内容 1、纳米材料 当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—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子、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，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，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围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，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，像铁钴合金，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料。 为什么磁畴变成单磁畴，磁性要比原来提高1000倍呢？这是因为，磁畴中的单个原子排列的并不是很规则，而单原子中间是一个原子核，外则是电子绕其旋转的电子，这是形成磁性的原因。但是，变成单磁畴后，单个原子排列的很规则，对外显示了强大磁性。 这一特性，主要用于制造微特电机。如果将技术发展到一定的时候，用于制造磁悬浮，可以制造出速度更快、更稳定、更节约能源的高速度列车。 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（MEMS),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.
纳米材料与纳米结构21个题目完整答案
1.简单论述纳米材料的定义与分类。 2.什么是原子团簇? 谈谈它的分类. 3.通过Raman 光谱中任何鉴别单壁和多臂碳纳米管? 如何计算单壁碳纳米管直径? 4.论述碳纳米管的生长机理。 5.论述气相和溶液法生长纳米线的生长机理。 6.解释纳米颗粒红外吸收宽化和蓝移的原因。 7.论述光催化的基本原理以及提高光催化活性的途径。 8.什么是库仑堵塞效应以及观察到的条件？ 9.写出公式讨论半导体纳米颗粒的量子限域效应和介电限域效应对其吸收边，发光峰的影响。 10.纳米材料中的声子限域和压应力如何影响其Raman 光谱。 11.论述制备纳米材料的气相法和湿化学法。 12.什么是纳米结构，并举例说明它们是如何分类的，其中自组装纳米结构形成的条件是什么。 13.简单讨论纳米颗粒的组装方法 14.论述一维纳米结构的组装，并介绍2种纳米器件的结构。 15.论述一维纳米结构的组装，并介绍2种纳米器件的结构。 16.简单讨论纳米材料的磁学性能。 17.简述“尺寸选择沉淀法”制备单分散银纳米颗粒的基本原理 18.简述光子晶体的概念及其结构 19.目前人们已经制备了哪些纳米结构单元、复杂的纳米结构和纳米器件。并说明那些纳米结构应该具有增强物理和化学性 能。 20.简单论述单电子晶体管的原理。 21.简述纳米结构组装的工作原理。 1.简单论述纳米材料的定义与分类。 答：最初纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。 现在广义: 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围，或由他们作为基本单元构成的材料。 如果按维数，纳米材料可分为三大类： 零维：指在空间三维尺度均在纳米尺度，如：纳米颗粒，原子团簇等。 一维：指在空间有两处处于纳米尺度，如：纳米丝，纳米棒，纳米管等。 二维：指在三维空间中有一维处在纳米尺度，如：超薄膜，多层膜等。 因为这些单元最具有量子的性质，所以对零维，一维，二维的基本单元，分别又具有量子点，量子线和量子阱之称。
电化学方法制备纳米材料
电化学方法制备纳米材料 Mcc 引言：诺贝尔奖获得者Feyneman在六十年代曾经预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。 纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。1992年,《Nanostructured Materials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元,纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。而电化学方法制备纳米材料的研究，经历了早期的纳米薄膜、纳米微晶的制备，直至现在的电化学制备纳米金属线、金属氧化物等过程，为纳米材料的研究做出了极大的贡献。 摘要:纳米是指特征维度尺寸介于1-100 nm范围内的粒子微小粒子，又称作超微粒子。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。本文简单综述了纳米材料的合成与制备中常用的几种方法以及简单的一些应用，着重综述了
纳米材料的电化学制备方法并对其影响因素和发展情景做以简单探究。 关键词：纳米材料电化学制备特征应用 Electrochemical preparation of nano materials Mcc Introduction:Nobel Prize winner in the s Feyneman prophecy: if we tiny scale of objects arranged to some control of words, we can make the object have a lot of unusual characteristics, you will see the properties of materials have a wealth of change. What he said is the material of the nanometer material now. Nano materials and nanotechnology is widely thought to be the 21 st century the most important new materials and one of the areas of science and technology. In 1992, the Nanostructured Materials "the official publication, marked the nanometer material science into an independent scientific < https://www.360docs.net/doc/da16426808.html,/gongxue/ >. Since 1991, the first time the Iijima preparation since carbon nanotubes, a one-dimensional nanomaterials due to the nature of the has many special and broad application prospects and caused the people's attention. Because the morphology of nanometer material and size of its performance has the important influence, therefore, the size
纳米材料物理基础
讲课内容——纳米半导体光催化技术 主要内容 一、简介 ?纳米 纳米——10-9米，由于颗粒尺寸的微细化，使得纳 米材料具有块状材料所不具备的独特性质，如比表面 积大大增大，吸附能力大大增强。 ?半导体 半导体——常温下导电性能介于导体与绝缘体之间 的材料，具有热敏、光敏等特性。 半导体的能带结构 半导体存在一系列的满带，最下面的满带成为价带（valence band，VB）；存在一系列的空带，最上面的空带称为导带（conduction band，CB）；价带和导带之间为禁带。 当用能量等于或大于禁带宽度（Eg）的光照射时，半导体价带上的电子可被激发跃迁到导带，同时在价带上产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成电子（e-）－空穴（h+）对。 为了形象地说明电子空穴对，利用生活中常见的石榴来比喻：石榴籽：光致电子 石榴籽留下的空洞：光致空穴 光致电子：存在于导带中。光致空穴：存在
于价带中。 二者有复合的趋势，即在持续的光照射下，光子不断的轰击价带，导致光致电子和光致空穴不断产生，该分离过程以纳秒计算，然后，光致电子重新回到光致空穴中，二者复合。 ?光催化 光催化于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。在一次试验中对放入水中的氧化钛单晶进行了紫外灯照射，结果发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为“本多·藤岛效果”（Honda-Fujishima Effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授和当时他的指导教师----东京大学校长本多健一的名字。 1976 年，John.H.Carey报道了TiO2光催化氧化法用于污水中PCB 化合物脱氯去毒的成功结果后，自从那时起，针对光催化技术，学术界围绕太阳能利用、光催化降解有机物等展开了多方面的研究。 1985年，Mutsunaga等发现在金属卤灯发出的近紫外光照射下，TiO2 - Pt电极具用杀菌效果，这一发现开创了用光催化方法杀菌消毒的先河。因其具备良好的耐候性、耐化学腐蚀性、抗紫外线能力强、透明性优异等特点，被广泛应用于汽车、感光材料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂、气体传感器及电子材料等。 我国的光催化研究 起步于上世纪90年代，现在正在蓬勃发展； 国家环境光催化工程技术研究中心，位于福州大学内，付贤智院士领衔，是我国目前光催化领域中规模最大、科研实验条件最好、在国内外光催化领域具有重要影响的研究机构。 中科院化学所光化学重点实验室，赵进才院士领衔，致力于可见光下有毒有机污染物催化降解，取得重要成果，在国内外具有广泛影响。 南京大学长江学者特聘教授邹志刚教授，973计划“光催化材料及其应用的基础研究”的