基本理論ppt課件-wenkub
2023-05-19 22:05:34 本頁面
【正文】 nh???? 隨著能級(jí)數(shù)的提高 ， 能級(jí)間距逐漸變小 ， 最終到達(dá)一個(gè)值 ， 即 真空能級(jí) (n=∞)， 對(duì)應(yīng)于電子的離子化 。 ? 例如 ， K軌道 (n=1)包含 2個(gè)電子 ， L軌道 (n=2)有8個(gè)電子 。 這些許可的軌道電子必須符合 de Broglie定律 ， 且周長是電子的波長的整數(shù)倍 。 例如：投球手以 40米每秒投出一個(gè)質(zhì)量為 棒球。 零維 Au naoparticles 30 nm Quantum dot PbSe 一維 ZnO nanowires Ag nanowire semiconductor nanobelt 金納米球殼 The Lycurgus cup in (A) reflected light and (B) transmitted light 二氧化硅 73%、含鈉的氧化 物 14%和含鈣的氧化物 7% A B Michael Faraday And his colloidal suspension of gold (1857 ) Au and Ag nanoparticles Au naoparticles 30 nm 納米金 各種膠體金免疫 層析診斷試紙條 QD Vision, Inc. is a nanomaterials product pany delivering a new generation of display and lighting solutions that provide unmatched color, power efficiency and cost savings. Quantum Light? optic 光譜分布示意圖 量子點(diǎn) 王中林教授發(fā)明的氧化鋅納米發(fā)電機(jī) （ c）在氧化鋅納 米線上用 探針尖收 集到的電信號(hào) （ a）在氮化鎵基板上生長的氧化鋅納米線掃描電子顯微圖像 （ b）在導(dǎo)電的原子顯微鏡針尖作用下，納米線利用壓電效應(yīng)發(fā)電示意圖 產(chǎn)生壓電放電能量的物理原理來自氧化鋅的壓電性質(zhì)和半導(dǎo)體屬性的耦合，一根垂直的直立氧化鋅納米線被 AFM針尖擠壓產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變場(chǎng)，外表面被拉伸，內(nèi)表面被壓縮。二 . 納米材料的基礎(chǔ)知識(shí) ? 納米材料的基本概念 ? 納米效應(yīng) ? 納米材料性質(zhì) 納米 材料 的基本概念 納米微粒是指顆粒尺寸為納米量級(jí)的超細(xì)微粒 ， 它一般在1─100nm之間 ， 有人稱它為超微粒子 ， 是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域 ， 從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點(diǎn)看 ，這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng) ， 是一種典型介觀系統(tǒng) 。由于壓電效應(yīng)在納米線內(nèi)部沿 z方向產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，壓電場(chǎng)方向在外表面與軸幾乎平行在內(nèi)表面與軸反平行，在一級(jí)近似下，沿著納米線尖端的寬度，從壓縮到拉伸的側(cè)面電勢(shì)分布在 Vs和 +Vs之間 在指尖的彎曲中產(chǎn)生 電流的納米發(fā)電機(jī) iPods 5年內(nèi)用人的心 跳供電？ 纖維納米發(fā)電機(jī) (a) 低倍 SEM照片 顯示兩個(gè)互相纏繞的、表明長有氧化鋅納 米線陣列的纖維，其中一個(gè)鍍有金 (b) 高倍 SEM照片 顯示兩纖維界面處的納米線結(jié)構(gòu) (c) 顯示多根纖維組成的纖維納米發(fā)電機(jī)的并聯(lián)式 碳納米管的抗拉強(qiáng)度達(dá)到 50～ 200GPa,是鋼的 100倍 ,密度卻只有鋼的 1/6，如果用碳 納米管做成繩索，是迄今唯一可從月球掛到地球表面而不會(huì)被自身重量拉折的繩索 碳納米繩：一毫米細(xì)絲承載 60噸 石墨烯模型 石墨烯的透射電子顯微鏡照片 . 納米微粒的納米效應(yīng) ? 1. 孤立原子 ? 原子結(jié)構(gòu)是電子波粒二象性的直接結(jié)果 ， 可以用de Broglie方程 描述 (1929諾貝爾物理獎(jiǎng) )。這個(gè)球的波長為 這比光子的直徑 10?15米更小，直趨 普朗克長度 10?35。 ? 2πr=nλ=nh/ mev， 即 mevr= nh/2π ? 即角動(dòng)量 mevr是量子化的 ， 是 h/2π的整數(shù)倍 。 ? 電子的能量只能允許有一系列離散的值 ， 每一個(gè)能量取值叫做 一個(gè)能級(jí) 。 電離一個(gè)孤立氫原子的臨界能量為 eV，這個(gè)值稱為 Rydberg常數(shù) 。 ? 如果 N個(gè)原子集聚形成晶體 ， 則 孤立原子的一個(gè)能級(jí)將分裂成 N個(gè)能級(jí) 。 圖中看出 ， 每一個(gè)原能級(jí)分裂為 7個(gè)能級(jí) ， 高能能級(jí)在原子間距較大時(shí)就開始分裂 ， 而低能級(jí)在原子進(jìn)一步靠近時(shí)才分裂 。 這些 能級(jí)匯集成 帶狀結(jié)構(gòu) ， 即能帶 。 禁帶的形成 可以認(rèn)為 來源于孤立原子不同原子軌道之間的能隙 。 ? 金屬固體可以認(rèn)為是 密集排列的金屬陽離子被由價(jià)電子形成的電子云所包圍 。 金屬中的電子能量分布可以看作是準(zhǔn)連續(xù)的 ， 形成能帶 如圖 。 固體能帶區(qū)分絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體 Au 宏觀金屬材料電子以 能帶 的形式 存在 ， ?《 kBT。 ? 久保理論： ? 1962年 ， 久保 （ Kubo） 及其合作者及其合作者提出了著名的 久保理論 。 ? (ii)超微粒子電中性假設(shè) ： ? 久保認(rèn)為： 對(duì)于一個(gè)超微粒子取走或放入一個(gè)電子都是十分困難的 。 dkdedeWk BB5202 4????????? 在 EF處 ， 能級(jí)間距 δ， 一個(gè)能級(jí)有兩個(gè)自旋態(tài)即 ? 所以 ? 對(duì)比宏觀固體 ， N~1024, 趨于無窮大 ， 則 δ ~ 0。 ? 如圖 ， 納米
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