纳米科学与技术新进展

纳米科学与技术(简称纳米科技)是在纳米(1nm=10~(-9)米)尺度上研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科的高新科技。它的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的特性制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃。有人预言纳米科技将会给人类带来一次产业革命。本文简述了纳米科技的历史和最新进展,介绍了纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米机械学、纳米材料学方面的研究。另外对促使纳米科技发展的重要工具——扫描隧道显微镜(STM)和在STM基础上发展起来的其它扫描探针     

磁、光功能材料的界面设计、调控和构效关系研究

磁、光功能材料是信息科技和能源领域的基础材料,界面精细结构表征和调控是其研究的关键.在国家自然科学基金委员会、国家科技主管部门、国家教育主管部门以及北京市有关单位的支持下,北京科技大学王荣明教授及其合作者围绕"材料结构与性能相关性"理论,选择具有重要应用前景的具有磁性、表面等离子体共振效应、磁光效应及催化性能的过渡金属材料为主要研究对象,发展在原子或纳米尺度上的合金化和异质结构化以及纳米尺度层次化、梯度化和结构阵列化等材料的设计策略和制备方法,对该类材料的表界面结构和性能进行调控,在磁、光功能材料设计体系、表界面结构和组成可控制备、结构与性能相关性机理及应用等基础研究方面取得了一些创新性研究成果,对纳米材料的合成、微结构和特性研究产生了积极的推动作用.     

制备纳米粒

作品背景及研究目的"纳米"是英文nanometer的译名。纳米是一个长度单位。1纳米,即1nm=10-9m。纳米技术是指在1～100nm的尺度里,研究电子、原子和分子运动规律和特征的技术。纳米技术已广泛应用于材料     

纳米技术孕育传感器革命

一、纳米技术与纳米薄膜压力传感器纳米技术是一门在纳米空间(0.1～100nm)内研究电子、原子和分子的运动规律及特性,通过操作单个原子以制造具有特定功能材料或器件为最终目的的崭新技术。由于纳米材料的新特征现象和引发的新技术,不仅涉及到当前科学技术的前沿研究,而且其应用也渗透到国民经济的各个部门,纳米技术由此被誉为“引导下次工业革命”的高新技术。目前,应用纳米技术研究开发纳米传感器,有两种情况:一是采用纳米结构的材料(包括粉粒状纳米材料和薄膜状的纳米材料)制作传感器;二是研究操作单个或多个纳米原子有序排列成所需结构而…     

Ti3SiC2与TiAl的显微结构与电子结构研究（英文）

现代高分辨电镜和高空间分辨分析电镜，使我们可以在纳米和原子尺度研究材料的显微结构和微区成份，从而极大地加深了我们对材料的结构与性能的理解。另一方面，随着信息技术的飞速发展，计算材料学也以前所未有的广度和深度，冲击着材料研究的模式。对显微结构的研究也是如此。材料的微结构，作为组成材料的大量原子在空间中的排列，本质上是由原子间的相互作用，即化学键决定的。借助第一原理总能与电子结构计算可给出原子间成键的详尽的信息，它在显微结构及其演变的研究中有很好的应用前景。本论文将先进电子显微术与计算材料学有机地结合起来，在从纳米、原子尺度到电子尺度等多个层次对钛基金属间化合物和陶瓷(Ti3SiC2, TiC, TiAl)的结构进行了研究。     

为国家重要科学与工程的发展提供创新工具与研究平台 ——我国中子散射科研平台

中子散射技术是利用低能中子的散射效应获取物质相关信息的一种实验技术,是在原子、分子尺度上研究物质微观结构和运动规律的重要手段.中子作为物质探针具有许多独特的优点,如高穿透性、具有自旋磁矩、对同位素/近邻元素敏感等,因而基于弹性中子散射可获取材料的微观组织、成分及分布等静态结构信息,基于非弹性中子散射则可获取原子或分子在其平衡位置附近的振动、转动等微观动力学信息.     

浅谈纳米技术

纳米技术是一种尖端技术，它将领导下一声产业革命。纳米原来只是一种计量单位，一纳米是一米的十亿分之一，一个中等原子的十几倍。自从扫描隧道显微镜发明后，世界上例诞生了一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的新学科。国际上确认，当物质的粒径在100纳米以下时，这种物质就可以称为纳米材料。纳米技术通过操纵原子、分子或原子团、分子团使其重新排列组合，形成新的物质，制造出具有新功能的机器。物质加工到100纳米以下尺寸时，往往产生既不同于微观原子、分子，也不同于宏观物质的超常规特性。纳米技术是一种材料技术。其发展的趋势之一就是将尺寸向越来越小的方向发展。所以，纳米技术正吸引越来越多科研人员的注意力。纳米技术不光改变着或即将改变着我们的生活，而且纳米技术还将使我国的传统产业焕发生机。     

低维光催化复合材料的第一性原理研究

随着体系尺寸减小到纳米级以及维度的降低,表面效应、量子限域效应、尺寸效应以及量子隧穿效应越来越显著,因而低维纳米材料通常表现出不同于普通块体材料的理化性质.第一性原理计算方法具有准确、高效、便捷以及低成本等优势,借助第一性原理计算方法,可以在原子与分子层面上设计、计算和分析新材料,在材料结构与性能计算相关领域,则可以准确预估各类材料的基本物性.因此第一性原理计算方法成为了除理论方法与实验方法外可以独立开展材料物性研究的第三种方法.     

追求卓越进取，矢志报国强军——记国防科技大学研究员王广

<正>世界由物质组成,物质则由原子和分子构成。如果将世界比作一座“乐高城市”,原子和分子就是一个个的小积木砖块,将其按照不同的方式或规律设计和组装,就能搭建出城市中具有各种不同结构和功能的“建筑”。可以说,人们只要掌握了原子制造和物性调控技术,就拥有了从根本上构筑和改造未来世界的强大能力。缘于潜心穷物究理、探索自然规律的强烈兴趣,也因为追求卓越进取、矢志报国强军的赤子之心,王广始终聚焦凝聚态物理和信息物理前沿领域,致力于在原子尺度上调控低维量子材料的新奇物性,研制高速度、低能耗纳米信息器件,服务于装备信息化、智能化,应用于新一代侦查预警和光电对抗等国防关键技术。他的选择,始终面向努力建设科技强国,实现高水平科技自立自强的重大战略需求。     

纳米技术

纳米技术是２０世纪９０年代出现的一门新兴技术。它是在０．１０至１００纳米（即十亿分之一米）尺度的空间内，研究电子、原子及分子运动规律和特性的崭新技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学等。纳米技术     

如何打开神奇的纳米世界

20世纪80年代,人类通过扫描隧道显微镜,第一次发现纳米世界。短短几十年,纳米世界独有的神奇特性,已经催生出大量前沿科技,悄然改变了我们的生活。纳米科技是在原子、分子尺度上,研究物质的特性和相互作用,进行知识和技术创新,并对物质进行精确加工和原子制造的科学技术。纳米技术和信息技术、生物技术一起,正在成为21世纪科技领域,推动经济和社会发展最重要的三驾马车。     

纳米技术与航天

纳米技术是指在0．1～100 nm的尺度空间内研究电子、原子、分子的内在运行规律和特性的崭新技术,采用了这种技术可以按照人的意愿来操纵原子、分子,或者原子团、分子团,制造出具有特定功能的微型材料和设备,将加工处理技术提高到前所未有的水平。纳米是一个非常小的单位,1纳米等于1米的十     

自然界中的“纳米高手”

纳米是一个长度单位,指的是1米的10亿分之一。纳米技术,则是在纳米尺度（1～1000纳米之间）上研究物质的特性和相互作用,以及利用这些特性的技术。在纳米技术中,纳米材料是主要的研究对象与基础。     

神奇的纳米技术

目前,在市场上出现了形形色色的号称纳米的产品,它是不是标志着高科技———纳米技术已经步入了我们的生活?纳米究竟是什么?它究竟有什么神奇的功能?市场吹嘘的纳米产品及其功能是真是假?本文就这些问题作一阐述和讨论。1纳米和纳米技术纳米(nm)实际上是一种长度的单位,lnm=10-9m,相当于45个原子串在一起的长度,人的一根头发丝的直径相当于6万个nm。纳米技术是在纳米尺寸范围内,通过直接操纵单个原子、分子来组装和制造具有特定功能的新物体的技术。通过这种技术所制成的物质称为纳米颗粒材料,其尺度一般为1~l00nm,仅为红细胞(200~300nm)和…     

模仿生命的科技

原子的大小一般认为是十分之一纳米左右,因此说纳米的世界就是原子及分子的世界并不夸张.如果纳米科技能更进一步,则自然界所不存在的具有惊人特性的新材料,以及能记忆极大量信息的小型物质等如梦一般的各式材料及装置将被开发出来.     

不同调制频率下半导体载流子输运特性对时域曲线的影响研究

在工业半导体制造业中,伴随微电子器件尺寸不断缩小及集成程度的提高,对制作电子器件的半导体材料性质的检测是不可或缺的。因此文中提出在不同调制频率下对半导体载流子输运特性进行分析并研究它与时域曲线的关系。首先,利用自由载流子吸收检测技术,根据半导体原料中的自由载流子对光吸收的性质获取吸收系数,并通过该系数得到载流子浓度比例,运用调制激励光改变载流子浓度,依据载流子吸收光的特性再次调制探测光明确载流子输运参数;其次,运用调制载流子对光的吸收作用获取的输入参数,通过仿真实验利用输入参数中的载流子寿命、扩散系数和表面复合速度等因素,在不同频率下分析载流子输运特性与时域曲线的关系。实验证明,利用该技术能够较好地分析载流子输运特性对时域曲线的影响。     

原子级制造测量与表征研究现状综述

原子级制造是指将能量作用于原子,通过原子级材料的可控去除或者原子/分子级结构的大规模操控及组装,实现产品性能与功能跃迁的前沿制造技术,是一种可以大规模、批量化的先进制造技术。该过程需要在10^-10 m空间尺度下精确操控原子。同时,制造过程中原子的键合时间、电子动力学变化均发生在飞秒(10^-15 s)至阿秒(10^-18 s)量级。因此,只有具备超快时间和空间分辨在线检测与表征能力,才能够深入了解并利用原子级制造过程中原子尺度的新原理、新效应,保障原子级制造的可达性与可控性;只有实现原子级制造过程的高通量、大范围的在线监测,才能保障原子级制造的可靠性。基于此,原子级制造的测量与表征是指在原子级的时间、空间、能量尺度上对材料、结构或器件进行精确的测量和表征,以保障原子级制造的可达性、可控性与可靠性。本文介绍了原子级制造所需的测量表征手段的研究现状,从原子级超快动力学过程观测、原子结构演变原位表征、原子级制造过程在线质量监测三大方向进行系统梳理,总结了目前原子级制造测量与表征的挑战并针对未来发展给出建议。     

低温制备纳米非氧化物材料获成功

中国科技大学钱逸泰院士和他的助手多年致力于纳米材料化学制备的新技术、新方法的研究，建立和发展了一种溶剂热合成技术，并成功地在较低的温度下制备了多种纳米非氧化物材料。从而使人们更好地研究纳米非氧化物材料的物性成为可能，并为其应用提供了理论基础。这一成果已获２００１年度国家自然科学二等奖。非氧化物纳米（如氮化物、硫化物、硼化物、碳化物等）功能材料由于具有许多优异的特性，在工业领域应用极其广泛，几乎渗透到各行各业，成为许多关键部件的基础材料。但制备非氧化物不是一件易事。传统的方法是由金属和非金属或氢化…     

树枝状分子在界面处的模拟研究进展

介绍软凝聚态物理重要研究对象之一,树枝形高分子在界面处行为的计算机模拟研究进展.纳米尺度的树枝形分子因其独特的聚合物和胶体两重性,在催化,载药,基因转染,材料等领域具有广泛应用,成为物理、化学、生物、材料科学广泛关注的一个研究方向.一方面,为了得到功能优良的树枝形大分子,必须剖析动力学特性以及它们自身的结构,另一方面,为了提高树枝形大分子在基因转染过程中的效率,必须了解树枝形大分子与细胞膜等在界面处的相互作用.所以,研究树枝形大分子本身结构的特点、在界面处的动力学行为已成为大家研究的热点.     

中国科学院2002年基础科学研究重大成果(进展)

纳米结构/薄膜生长及表面动力学问题研究完成单位：物理研究所主要完成人：薛其坤，王恩哥，贾金锋，刘邦贵随着微/光电子器件性能的多样化程度增加和其尺寸不断减小的发展趋势，具有零维、一维和二维尺度的表面纳米结构/薄膜已成为开拓新一代功能器件的研究前沿。在原子水平上研究生长过程中的表面动力学问题，对于生长初期纳米结构的形成和控制直至应用都是极端重要的。然而，尽管人们在理论和实验方面都进行了长期探索，但仍有很多基本问题没有解决。如，在薄膜外延生长中，常常引入表面活性剂来提高薄膜质量，已建立了20多年的经典扩散…