纳米电子技术的发展与展望
纳米技术的发展现状与未来趋势分析

纳米技术的发展现状与未来趋势分析纳米技术是近年来备受关注的领域,它将科学与技术相结合,通过控制物质的结构和性质,制造出尺寸在纳米尺度范围内的材料和器件。
随着研究的不断深入,纳米技术在许多领域展现出了巨大的潜力,例如能源、医药、材料等。
本文将对纳米技术的发展现状与未来趋势进行分析,以期为读者带来关于纳米技术的一些思考。
第一部分:纳米技术的发展现状随着纳米技术的快速发展,各种纳米材料的制备和应用得到了极大的推进。
在能源领域,纳米技术被用于提高太阳能电池的效率和储能设备的性能。
通过利用纳米颗粒的特殊光学和电子性质,太阳能电池的能量转换效率得到了显著提高。
此外,纳米材料的储能性能也引起了广泛关注,纳米结构能够增加电池的容量并提高充放电速度,因此在电动汽车和可再生能源存储方面具有重要应用价值。
在医药领域,纳米技术也有着广泛的应用。
纳米材料可以用于制造高效的药物传递系统,通过合理设计纳米载体,可以使药物在体内更好地释放,提高药效并减少副作用。
此外,纳米技术还可用于制造纳米传感器,用于早期疾病诊断和治疗。
纳米生物传感器具有高灵敏度、高选择性和快速响应等特点,可用于检测微量分子、病原体和肿瘤标志物,为医学诊断和治疗提供了新的手段。
纳米材料的开发还具有广泛的材料领域的应用前景。
纳米技术可以改变材料的物理、化学和力学性能,使其具有更高的强度、硬度和导电性能。
纳米材料还在光电子、光伏、化学催化等领域具有丰富的应用。
例如,纳米线材料可用于高效光伏电池的制备,纳米催化剂可以提高化学反应的效率。
这些领域的研究和应用对于推动纳米技术的发展具有重要意义。
第二部分:纳米技术的未来趋势分析纳米技术的发展前景广阔,未来的发展方向也具有很大的潜力。
首先,纳米技术将进一步推动信息技术领域的发展。
纳米电子器件和存储器件可以实现更高的密度、更快的速度和更低的能耗。
通过利用纳米材料的特殊性质,例如量子效应和磁性特性,可以制造更小、更快的计算机和数据存储设备,为信息技术的发展提供新的可能性。
纳米技术的发展及应用前景

纳米技术的发展及应用前景近年来,纳米技术成为了科技领域的热门话题。
随着技术不断发展,纳米技术也逐渐得到了广泛应用。
那么,纳米技术的发展及应用前景究竟如何呢?本文将为您详细介绍。
一、纳米技术的发展纳米技术,顾名思义就是研究纳米级别的技术。
纳米级别是指物质尺寸在1-100纳米之间,这种尺寸下物质特性有着很大的不同。
众所周知,纳米级别是物质世界中的一个奇妙的界面,因为在这个界面下,物质的性质已经发生了很大的变化。
在1986年,IBM研究院的科学家首次利用扫描隧道显微镜对原子进行成像。
这一技术的发明,标志着纳米技术从此开始了它的辉煌历程。
随着时间的推移,纳米技术不断发展,在各个领域得到了广泛应用。
它给人类社会的发展带来了深远的影响。
例如,纳米材料被应用于医疗、生物工程、材料科学等领域,并发挥了很大的作用。
二、纳米技术的应用前景1.生物医学应用随着纳米技术和生物医学科学的不断发展,纳米技术在医疗领域得到了广泛应用。
例如,纳米药物可以通过特殊的纳米结构和改善药物的溶解度等方式,使药物更好地吸收。
此外,纳米技术还可以用于癌症治疗、组织再生等生物医学领域。
2.电子信息领域在电子信息领域,纳米技术可以用于制造柔性电子器件、柔性显示屏、纳米传感器等。
这些设备在未来的应用中将可以实现更加先进的信息传输和处理。
3.新材料研发纳米技术的另一个应用领域是新材料的研发。
例如,纳米晶体材料、纳米纤维材料、纳米复合材料等,这些新材料的制备将具有更加先进的性能和更小的尺寸。
这些独特的性质将为许多领域的创新带来更多的可能性。
4.环境治理纳米技术还可以应用于环保领域,例如,纳米吸附材料可以吸附有害气体和污染物,起到净化环境的作用。
此外,利用纳米技术可以制造出更加高效的太阳能电池和化学储能器等,为减少能源消耗和促进清洁能源的开发做出了贡献。
5.交通领域应用在交通领域,纳米技术可以用于研究新型材料、改善材料本身的质量、强度和稳定性,在飞行器、高速列车、车身等领域得到广泛应用。
纳米技术的发展现状和未来展望

纳米技术的发展现状和未来展望纳米技术是近年来备受关注的一项科学技术领域,它提供了许多新的机会和挑战。
纳米技术的发展不仅改变了许多行业,也对社会和人类生活产生了深远影响。
从现实角度来看,纳米技术已经在许多领域取得了重要进展。
在医疗领域,纳米技术被应用于癌症治疗和药物传递系统。
通过纳米粒子,药物可以精确地输送到患者体内,从而提高治疗效果和降低药物副作用。
此外,纳米技术还在组织工程和再生医学方面发挥着重要作用。
通过纳米材料的结构和特性,研究人员可以设计出更好的人工组织和器官,为创伤患者和器官移植者提供更好的恢复和改善机会。
在能源领域,纳米技术也有潜力带来革命性的变革。
通过纳米材料的优异性能,如高效能量转换和储存能力,研究人员正在开发新型的太阳能电池和电池技术。
这将有助于解决全球能源短缺和环境污染问题,推动可持续发展。
此外,纳米技术还可以应用于石油开采、水处理和空气净化等领域。
纳米技术的应用还可以进一步拓展到材料科学、电子学、计算机科学等各个领域。
纳米材料在材料科学中的应用可以提高材料的特性和性能,使其更加轻便、坚固和耐用。
在电子学和计算机科学领域,纳米技术可以实现更小型化、高集成度和高性能的微处理器和存储器件。
这将推动信息技术的飞速发展,进一步促进社会智能化、数字化和互联网的发展。
然而,纳米技术的发展也面临一些挑战和风险。
首先,安全性和环境影响是需要重视的问题。
纳米材料在生产和应用过程中可能释放出有害物质,对环境和健康构成潜在威胁。
因此,需要加强纳米材料的风险评估和监测,确保其安全性和可持续性。
其次,伦理和社会问题也需要认真对待。
纳米技术的发展可能引发一些伦理和道德问题,如隐私安全、社会不平等和工作失业等。
这些问题需要社会各界共同思考和解决。
未来展望方面,纳米技术有望继续发展壮大。
随着科学技术的不断进步,纳米材料和纳米器件的制备和控制技术将进一步改善和创新。
我们可以预见,未来纳米技术将在医疗、能源、材料和电子等领域发挥更广泛的应用。
纳米科技的发展及未来的发展方向

纳米科技的发展及未来的发展方向引言概述:纳米科技是一门研究和应用材料、器件及系统在纳米尺度下的科学与技术。
近年来,纳米科技取得了巨大的发展,并在各个领域展现出巨大的潜力。
本文将从五个方面详细阐述纳米科技的发展及未来的发展方向。
一、纳米材料的研究与应用1.1 纳米材料的制备技术:纳米材料的制备是纳米科技的基础。
目前,化学合成、物理制备和生物制备是常用的纳米材料制备技术。
其中,化学合成方法具有成本低、可扩展性强等优点。
1.2 纳米材料的性能优势:纳米材料具有较大的比表面积、量子效应等特殊性质,使其在光电、催化、传感等领域具有广泛的应用前景。
1.3 纳米材料的应用领域:纳米材料已广泛应用于医学、能源、环境等领域。
例如,纳米颗粒可以用于肿瘤治疗;纳米电池可以提高电池性能;纳米催化剂可以提高化学反应效率。
二、纳米器件的研究与应用2.1 纳米电子器件:纳米电子器件是纳米科技的重要研究方向之一。
纳米电子器件的制备和性能研究对于提高电子器件的性能至关重要。
2.2 纳米光电器件:纳米光电器件是纳米科技的另一个重要研究方向。
纳米材料的光学性质使其在光电子器件中具有广泛的应用前景。
2.3 纳米传感器:纳米传感器是纳米科技在传感领域的应用。
纳米传感器的制备和性能研究对于提高传感器的灵敏度和选择性具有重要意义。
三、纳米系统的研究与应用3.1 纳米机器人:纳米机器人是纳米科技的前沿研究方向之一。
纳米机器人可以在纳米尺度下执行特定的任务,如药物传输、细胞操作等。
3.2 纳米生物学:纳米科技在生物学领域的应用被称为纳米生物学。
纳米生物学的研究涉及到生物份子的纳米尺度控制和纳米材料在生物体内的相互作用。
3.3 纳米医学:纳米医学是纳米科技在医学领域的应用。
纳米医学的研究涉及到纳米材料在诊断、治疗和监测等方面的应用。
四、纳米安全与伦理问题4.1 纳米材料的安全性评估:纳米材料的安全性评估是纳米科技发展的重要组成部份。
目前,纳米材料的毒性和生物相容性等问题仍然存在挑战。
纳米电子技术的现状及发展展望

纳米电子技术的现状及发展展望纳米电子技术是近年来备受关注的研究领域,它的出现和发展对我们的生活和未来有着深远的影响。
本文将对纳米电子技术的现状及未来发展进行介绍和展望。
一、纳米电子技术的现状纳米电子技术是指利用纳米科技和电子技术相结合,以纳米米级材料为基础,研制出尺寸极小的电子器件和系统的一种技术。
它是当今信息领域中尺寸最小、功能最强大的新型微电子技术,被视为当今电子技术的下一代发展方向。
纳米电子技术的应用非常广泛,涉及到电子器件的制造、信息存储、传感器、通信技术等多个领域。
在电子器件的制造领域,纳米电子技术可以制造出尺寸更小、性能更稳定的集成电路,从而提高电子产品的性能和可靠性。
在信息存储领域,纳米电子技术可以实现更大容量、更快速的存储器件,满足人们日益增长的数据存储需求。
在传感器领域,纳米电子技术可以制造出更灵敏的传感器,用于环境监测、医疗诊断等领域。
在通信技术领域,纳米电子技术可以制造出更小、更节能的通信设备,满足人们对通信设备小型化、高性能化的需求。
纳米电子技术的研究和发展正在不断地取得新的进展。
目前,世界各国都在积极开展纳米电子技术的研究工作,并取得了一些重要的成果。
在电子器件的制造领域,研究人员已经成功地制造出了尺寸仅为几纳米的晶体管和纳米线,这些纳米电子器件具有极高的性能和稳定性。
在信息存储领域,研究人员已经成功地制造出了基于纳米技术的存储器件,其容量和速度大大超过了传统的存储器件。
在传感器和通信技术领域,研究人员也取得了一些重要的进展,成功地制造出了一些高性能的纳米传感器和通信设备。
1. 纳米电子技术的发展趋势纳米电子技术的发展趋势主要有以下几个方面:尺寸越来越小。
随着纳米技术的不断进步,人们可以制造出尺寸更小、功能更强大的纳米电子器件,从而满足人们对电子产品小型化、高性能化的需求。
性能越来越稳定。
纳米技术可以制造出具有更高性能和更稳定性的电子器件,使得电子产品的性能和可靠性得到了极大的提升。
纳米技术的应用和前景展望

纳米技术的应用和前景展望纳米技术,即纳米尺度下的材料与设备的制造、控制和应用技术,在过去几十年里得到了蓬勃发展,其在众多领域内呈现出巨大的应用和潜力。
今天,我们将探讨纳米技术的应用和前景展望。
一、医疗保健领域纳米技术在医疗保健领域中的应用,显然颇具前景。
其技术能够用于药物传递、生物成像、诊断和治疗等方面。
例如,“纳米粒子药物”方案,即通过制造纳米颗粒,将一些药物散发到体内,从而达到更好的治疗效果。
更为重要的是,“纳米机器人”技术,即通过纳米尺度下的机械机构,将治疗包括急性疼痛、心脏病和肿瘤等一系列疾病,转化为有效而准确的治疗。
二、计算机与电子技术领域在今天这个数字化社会中,计算机和电子设备的应用已经无处不在。
而基于纳米技术制造出来的高性能计算机芯片,则拥有更高的计算能力和更低的功耗,可以让更多的人们在使用时不必担心发热或能量浪费等问题。
除此之外,在生产出比传统硅制的芯片更小和更更强大的存储器和处理器等设备,也是纳米技术在电子领域中不断探索的方向。
三、能源领域纳米技术在能源领域中也具有广泛应用。
通过纳米尺度下的物质制造技术,可以制备出超高效的太阳能电池和储存系统、高性能的燃料电池等。
在寻找更为清洁的能源方面,纳米技术为我们提供了崭新的思路,未来可望在能源领域中得到更广泛的应用。
四、材料科学领域纳米技术还能用于材料制造领域。
通过控制纳米尺度下的材料组成和结构,并针对物料的材料和使用环境进行调整,可制造出可定制嵌入物、强化材料等性质优异的材料。
这些物料在各种应用中都有重要的作用,包括航空航天、汽车、电子设备、医疗等。
五、环境治理领域纳米技术还被广泛用于环境治理方面。
例如,通过制造出高效的“纳米氧化锌颗粒”,可清除太阳辐射造成的臭氧污染;利用纳米技术制造出的新型材料,可以在环境的有害物质中将各种有害物质快速分解和清除;纳米材料的吸附性质,可用于制造各种级别的过滤器等。
六、食品营养行业纳米技术还可应用于食品安全和营养保健领域。
纳米技术的发展现状及未来趋势分析

纳米技术的发展现状及未来趋势分析纳米技术是近年来备受瞩目的领域之一,其独特的性质和潜力为人类带来了创新的可能性。
本文将讨论纳米技术的发展现状以及未来的趋势,并探讨其在各个领域中的应用前景。
纳米技术指的是处理尺寸在纳米级别的物质和结构的科学与技术。
随着现代科学的发展,人们对纳米世界的探索取得了重大突破。
目前,纳米技术已经应用于物理、化学、生物学、材料学等众多领域。
在材料学中,纳米技术被用于制备高性能的纳米材料,例如纳米颗粒、纳米薄膜和纳米管材料,这些材料具有强大的力学、电学、光学和热学性能。
在电子学领域,纳米技术被用于制备微小的纳米电子元件,如纳米线、纳米管和纳米晶体管。
这些纳米电子元件具有出色的导电性能和尺寸可调性,为电子器件的制造提供了新的途径。
在生物学领域,纳米技术被广泛应用于生物传感、基因工程和药物递送等方面。
通过利用纳米材料的特殊性质,科学家们可以设计出高灵敏度的纳米生物传感器,用于检测微量的生物标志物,例如蛋白质和DNA。
此外,纳米技术还可以用于精确控制药物的递送,以提高药物的效力和减少副作用。
通过将药物封装在纳米粒子中,可以实现药物的靶向传递,减少对健康细胞的损害,提高治疗效果。
纳米技术对环境保护和能源领域的贡献也不可忽视。
纳米材料具有较高的反应活性和表面积,可以用于吸附和催化处理有害物质。
例如,纳米颗粒被广泛应用于水处理中,可以有效去除水中的重金属和有机污染物。
此外,纳米技术还可以用于提高太阳能电池和燃料电池的效率。
通过利用纳米结构的光学和电学性能,可以增强能源转换效率,促进可再生能源的发展。
未来纳米技术的发展还将面临一些挑战和机遇。
首先,纳米材料的安全性和环境影响需要得到充分的评估和研究。
虽然纳米技术给人类带来了巨大的好处,但同时也带来了一些潜在的风险,例如对生物体和环境的毒性。
因此,科学家们需要加强对纳米材料的安全性评估,并制定相关的规范和标准,以确保其可持续发展。
其次,纳米技术的商业化和产业化也面临一些难题。
纳米电子学的研究现状与未来发展趋势

纳米电子学的研究现状与未来发展趋势导语:纳米电子学作为新兴学科领域,以其独特的研究对象和广阔的应用前景受到了广泛关注。
本文将围绕纳米电子学的研究现状和未来发展趋势展开讨论,揭示其在电子器件与技术领域的重要性和前景。
第一部分:纳米电子学的研究现状随着科学技术的进步和人类对微观世界认识的深入,纳米电子学在过去几十年取得了长足的发展。
纳米电子学是研究纳米尺度下电子结构与性质的科学,旨在通过纳米尺度材料的制备、特性调控和器件设计来推动电子技术发展。
首先,纳米材料的制备与研究已取得了重要突破。
纳米材料具有特殊的物理、化学和电子性质,可以在纳米尺度上表现出与宏观材料不同的行为。
纳米颗粒、纳米线、纳米膜等纳米结构的制备成为纳米电子学的关键,通过控制纳米材料的形貌、尺寸和结构,可以调控其电子性质和器件性能,为纳米电子器件的实现提供了基础。
其次,纳米电子器件的研究取得了显著进展。
纳米尺度下电子器件具有特殊的性能和功能,如高速、低功耗和灵活性等。
纳米电子器件包括纳米晶体管、纳米传感器、纳米记忆等,已经在信息存储、通信、能源等领域展现出广阔的应用前景。
研究人员通过新型材料的开发、器件结构的优化以及工艺工程的改进,不断提升纳米电子器件的性能和可靠性。
第二部分:纳米电子学的未来发展趋势纳米电子学以其结构可控、性能可调的特点,将继续在电子器件与技术领域发挥重要作用并取得更多突破。
首先,纳米尺度下新型材料的研究将成为纳米电子学的重要方向。
纳米材料的表面和界面性质对电子结构和性能的影响巨大,因此研究人员将致力于发现新颖的纳米材料,并研究其特殊的电子性质和器件应用。
例如,二维材料石墨烯已成为纳米电子学的研究热点,其优异的电子输运性能和独特的表面反应活性带来了许多新颖的纳米电子器件。
其次,纳米尺度下的器件结构和功能性探索将成为纳米电子学的重要任务。
新一代的纳米电子器件需要结合纳米材料的特性,发挥其优势。
例如,纳米线与纳米结构相结合的器件可以实现高效能的电子传输和功能器件的集成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
纳米电子技术的发展与展望学院:物理与电子工程学院班级:2016级2班学号:160302001 姓名:于江随着对纳米电子技术的研发与应用,纳米电子技术在多项领域中都展现出了其强大潜力,随着对纳米电子技术的深入研发,纳米技术势必将广泛应用于各个领域,并成为人们日常生活中不可替代的必需品。
1.纳米电子技术的发展现状随着纳米电子技术的发展,各种性能优越、功能独特的纳米电子产品已经逐渐应用于各个领域中,纳米电子技术的具体应用主要体现在三个方面:纳米电子材料、新型电子元器件、现代医学应用。
1.1新型电子元器件对纳米电子技术的当前模式分析后,可以断定在未来十年内必然会经过飞速发展的历程。
特别是当前市场对于新型电子元器件的需求逐渐增多的背景下,还需要根据实际需求来对新型电子元器件进行扩展与完善。
对此,可以从单电子器件、共振隧穿电子器件、纳米场效应晶体管、纳米尺度MOS 器件、分子电子器件、自旋量子器件、单原子开关等新型信息器件的方向入手,在保证了纳米电子技术朝着良好的方向发展的同时,还可以延续摩尔定律(Moore's Law,ML)以及CMOS的研究成果。
1.2纳米电子材料纳米电子技术在材料运用上的成果主要包括:纳米半导体材料、纳米硅薄膜、纳米硅材料等。
其中尤以纳米硅材料最具技术优势,想比起传统材料,纳米硅材料更符合未来发展需求,其所具有的优势有:1.硅分子间距较短,在传递电子信号时速度更快,不仅提高了运行效率,而且降低了信号传递过程中的能耗。
2.能耗低、准确可靠、运行时间较短、不易受外界的环境影响。
3.得益于科技的保证和不断地开发研究应用,使得其成本价钱有所降低。
从上述的优势不难看出,纳米硅电子材料的问世是材料的一个新突破,它的领先技术使得其相较于同等材料具有绝对的优势。
相信随着纳米材料的不断研究,纳米材料在生活中的应用普及之后,会给人类带来意想不到的方便。
1.3光学光刻技术光学光刻是通过光学系统以投影方法将掩模上的大规模集成电路器件结构图形“刻”在涂有光刻胶硅片上的技术。
它是现在产业半导体加工的主流技术。
在这种技术中,通常甲基丙烯酸酯聚合物被用作抗蚀涂层,甲基异丁酮和异丙醇合剂被用作显像剂。
目前国际微电子领域最引人关注的热点是新一代光刻技术。
限制光刻所能获得的最小线宽与光刻系统的分辨率直接相关,而减小光源的波长是提高光刻分辨率的最有效途径。
现在,商品化光刻机的光源波长已经从过去的汞灯光源紫外光波段进入到深紫外波段,除此之外,利用光的干涉特性以及电磁理论(Electromagnetic theory)结合光刻实际对曝光成像的深入分析,采用各种波前技术优化工艺参数也是提高光刻分辨率的重要手段。
1.4纳米电子技术应用于现代医学随着纳米技术的不断研究和应用,更多的纳米电子技术被应用到医学领域之中。
纳米电子技术的发展有助于细微部位的研究,而这些细微之处通过普通显微镜是无法做到的,纳米电子技术的应用还能有助于纳米传感器的发明,通过纳米传感器可以观察到生化反应的各种不同的化学信息以及电化学信息。
此外,还有很多类似伽马刀、螺旋CT以及MRI等高科技医学产品的问世,它们的出现为人类医学注入了新鲜血液。
纳米电子技术作为生物医学与电子学相交的新新技术,它将具有巨大的开发利用价值,它的研究潜力是无穷的。
生物医学电子学作为生物医学和电子学两大学科的结合,在生物医学电子设备集成化和微型化方向的研究有着很大的发展空间,这种研究主要基于微电子器件的发展,当器件的尺寸发展到分子或原子的大小水平时,人们对于微小生物体的研究将进入前所未有的新阶段。
2.对未来纳米电子技术的展望纳米技术的研究和应用已经得到世界上很多国家的认可,各国也加大了对纳米技术研究工作的投入力度。
其中,美国提出了名为国家纳米技术(National Nanotechnology Initiativr,NNI)的计划项目,将重点研究纳米电子学。
欧盟等多个国家将在支持纳米技术研究的工作上,重点投入到纳米电子材料以及纳米电子器件关于存储系统和信息处理的研究,成立相关委员会,并提出欧盟每年60亿欧元到纳米电子研究工作中的投资报告,以推进和鼓动研究者参与到纳米电子技术研究的兴趣当中。
而在亚洲,中国台湾地区和日韩两国也加入到纳米电子技术研究的计划和策略当中来,也采取了不少积极措施,比如建立纳米电子研究所,加大研究经费的投入等,旨在对纳米电子技术的研究工作中抢占先机,掌握主动。
而我国则将纳米研究技术作为重要的科学研究规划,主要进行纳米电子学的研究,而纳米电子学也被中科院肯定为2020年左右最易实现,也对纳米科技研究有重大影响的研究。
2.1碳纳米管1991年日本科学家第一次发现碳纳米管(carbon nanotubes,CN)。
碳纳米管自身是拓扑结构,又有很好的机械强度和导电性等,可以说集光学和机械性能以及电子特性三者的优异性于一身,所以,碳纳米管也被世界上的科学家们作为研究的重点。
利用碳纳米管的电子性,使得它可以往单电子器件和晶体管材料方向展开研究。
2010年2月,芬兰和日本的科学家研究出了新型碳纳米管,它是最优的介于半导体和金属性两者平衡点之间的材料,基于对新型碳纳米管的研究,科学家们发现它可以制作成集成电路,且该电路具有逻辑顺序,可为纳米计算机的研发带来一些启发和灵感。
同年6月份,瑞典的歌德堡大学研发出了一种对纳米管形成的过程可控的方法,利用碳纳米管可以使晶体管的尺寸变得更小,运行速度也更快,制造出的半导体材料比硅晶体管高出70%的碳纳米管,从而使得电子流动性要高于现有普通半导体材料的25%,可以说半导体材料已经在往新型碳纳米管上转型,新型碳纳米管将会在今后得到更多的应用。
2.2纳米电子元件纳米电子元件问世之前,电子元件经过了集成元件、超大规模集成元件两个发展历程,因此,纳米电子元件是在“两位前辈”的发展基础上开发出来的。
2010年,美国人发明了纳米处理器。
同年,澳大利亚和美国联合研发出了原子晶体管。
2011年,美国匹兹堡大学研发出了超小型单电子晶体管,实现了超大规模集成电路朝微型化、低能耗方向发展。
在未来的几十年,纳米电子元件将得到不断发展,更多性能优越的电子元件将不断被研发出,这为人类探索更深层次领域提供了可能。
随着集成规模的不断扩大,电子元件的尺寸却要越做越小,要达到纳米尺寸的范围(0.1-100nm),例如刚刚面试的单电子晶体管,它的一个电子信号就代表了一位信息的数据,意思就是晶体管的尺寸要小到极致,从而颠覆了现代电子技术的高集成、高速度下,一定要高能耗的格局。
2.3石墨烯石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有坚硬但极薄的特点。
在常温条件下,相对于其他导体,电子的传递速度要相对较快。
因此,对于石墨烯的开发研究十分必要。
众所周知,导体释放的能量是有电子和原子之间的相互碰撞产生的,但是这种释放方式往往会导致能量的浪费。
但是如果石墨烯作为纳米材料进行使用,那么就能大大减少能量的损耗。
同时,将石墨烯材料不断进行优化设计,用于集成电路,则会对电路进行改革性推进。
2.4纳米生物电子2.4.1生物芯片生物芯片主要包括2方面:(1)纳米复合材料在生物芯片制备方面的应用,增强核酸、蛋白质与片基间静态与动态粘附力,促进小型化、高分辨率与多功能化;(2)拓宽生物芯片应用范围,如植物药有效成分的高通量筛选,癌症等疾病的临床诊断,作为细胞内部信号传感器。
结合微电子磁技术,生物芯片已用于单细胞分离、单基因突变分析、基因扩增与免疫分析。
在微小硅材料表明制出能对微量样品进行变性、分离、纯化、电泳、PCR扩增、加样和检测等的微小结构,将普通实验的各步骤微缩在一个芯片上。
生物芯片不同于半导体电子芯片,它在很小几何尺度的表面积上装配一种或集成多种生物活性,仅用微量生理或生物采样,即可同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA特性及它们之间的相互作用,从而获得生命微观活动的规律。
生物芯片有集成、并行和快速检测的优点,成为21世纪生物医学工程的前沿科技。
生物芯片分为细胞芯片、蛋白质芯片(生物分子芯片)和基因芯片(DNA芯片)。
2.4.2纳米探针利用纳米技术制成纳米探针,可直接对生物分子在其生命环境中进行检测,以获得更真实更详尽的信息。
纳米探针可探测多种细胞化学物质,监控活细胞蛋白质和其他生物化学物质;还可用于筛选微量药物,最终实现评定单个细胞的健康状况。
利用纳米探针制成纳米传感器,其纳米级探头可探测单个活细胞并插入活细胞中探知导致肿瘤的早期DNA损伤。
结论:综上所述,纳米电子技术在电子材料、电子元件、生物医学等方面得到了应用,并取得了较好的成效。
随着世界各国对纳米电子技术的重视,各国对纳米电子技术的资金投入以及科学研究者们的不断研发,纳米电子技术真正应用到人们的日常生活将指日可待。
届时,高效、环保、科学的生物材料,医学设备和电子晶体管的问世,将会大大改善人们的生活现状,让人们切切实实地体验纳米时代。
上文所介绍的仅为纳米科技应用的冰山一角,纳米科技的神通几乎是无限的。
几十年来,人们对纳米科技已进行了大量而深入的研究,目前,纳米科技的某些应用也已实现,但大量的实际应用还处于人们的规划蓝图中,纳米时代的真正到来还需要科学家的长期、不懈努力。
希望在不久的将来,纳米科技能以其神奇的技能为人类的生活增添色彩。
参考文献:[1]刘长利,沈雪石,张学骛,等.纳米电子技术的发展与展望[J].微纳电子技术,2011,48(10):617-622.[2]朱利丹,张坤树.纳米技术引领下一代科技发展[J].科技中国,2011(7):103.[3]陈文.纳米电子技术:电子工业的技术革命[J].航空维修与工程,2014(4):31-33.[4]李乃畅,谭宗颖.世界纳米电子发展策略[J].新材料产业,2010(7):54-58.。