【正文】 恒高度模式 恒電流模式 IBM公司用掃描遂道顯微鏡操縱 Xe寫(xiě)的 IBM字樣 日本用掃描遂道顯微鏡操縱 Xe寫(xiě)的原子字樣 用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況 用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況 用掃描遂道顯微鏡觀察原子的排列情況 5. 1984年，德國(guó)薩爾大學(xué) Gleiter等人首次采用惰性氣體蒸發(fā)冷凝法制備了具有清潔表面的納米 Fe, Cu, Pd等金屬粉末。 納米科技一旦成熟 ， 將從根在上改變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式 ， 可能取代許多現(xiàn)存的大規(guī)模工業(yè) !模式 。 三 . 納米科技的研究?jī)?nèi)容 ｛ 納米材料學(xué) 納米生物學(xué) ｛ 納米材料 納米加工技術(shù) 納米科技 納米化學(xué) 納米機(jī)械學(xué) 納米加工學(xué) 與傳統(tǒng)學(xué)科結(jié)合 納米科技研究由尺寸在 1～ 100 nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題的科學(xué)技術(shù)。 （ 3）繼蒸汽機(jī)時(shí)代和電力時(shí)代之后， 20世紀(jì)中葉，隨著半導(dǎo)體、晶體管和集成電路的發(fā)明，人類邁向了微電子信息時(shí)代，出現(xiàn)了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ 1945年，底花費(fèi)了 48萬(wàn)美元，使用了 ）。 據(jù)報(bào)導(dǎo) ，Benz廠用甲醇 作燃料電池的燃料已用于汽車 。 過(guò)去每 10年提高 40kJ/m3， 2021年達(dá)可到 600－ 800kJ/m3。磁光盤(pán)的介質(zhì)主要是稀土 過(guò)渡族金屬，如 TbFeCo、 GdTbFe、 NdFeCo，最新的是 Pb/Co多層調(diào)制膜或 Bi石榴石薄膜。 表 1 集成電路發(fā)展對(duì)材料質(zhì)量的要求 首批產(chǎn)品出現(xiàn)年代 1999 2021 2021 2021 工藝水平（ ?m) DRAM 256 M 1 G 4 G 16 G 硅片直徑 (mm) 200 300 300 450 表面關(guān)鍵雜質(zhì) (At / cm 2) (10 9) ? 13 ? ? 5 ? 局部平坦度（ nm) ? 180 ? 130 ? 100 ? 100 光散射缺陷 (個(gè) / cm2) ? ? ? ? (2)第二代半導(dǎo)體材料是 Ⅲ Ⅴ 族化合物 GaAs 電子遷移率是 Si的 6倍（高速），禁帶寬（高溫）廣泛用于高速、高頻、大功率、低噪音、耐高溫、抗輻射器件。芯片特征尺寸以每三年縮小 計(jì) , 到 2021年可能到極限 ()（量子效應(yīng)、磁場(chǎng)及熱效應(yīng)、制作困難、投資大）。 半導(dǎo)體材料 (1) 以硅為基礎(chǔ)的微電子技術(shù)仍將占十分重要位置。表 1為集成電路的發(fā)展對(duì)材料質(zhì)量的要求。 磁光記錄：與磁記錄不同之處在于記錄傳感元件是光頭而不是磁頭。 下一代永磁發(fā)展目標(biāo)是納米技術(shù)的應(yīng)用與新材料的探索 ， 如： SmFeN等 。 目前正在開(kāi)發(fā)的燃料電池，如表 9： 表 9－正在開(kāi)發(fā)的燃料電池類型 燃料電池 以氫氧燃料電池為例其理論比容量為 2975 ， 比能量為 3660 ， 遠(yuǎn)高于蓄電池 、燃料電池的發(fā)展 ， 有電極 材料問(wèn)題 。隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和不斷完善，蒸汽機(jī)作為一種動(dòng)力機(jī)不但在紡織、采礦業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，而且還被推廣應(yīng)用到交通運(yùn)輸、冶金、機(jī)械、化工等一系列工業(yè)部門(mén)，使社會(huì)生產(chǎn)力以前所未有的高速度發(fā)展 . （ 2） １９世紀(jì)３ 0年代， (1831)法拉弟總結(jié)出電磁感應(yīng)定律，隨后建立了電力工業(yè)系統(tǒng)，帶來(lái)了工業(yè)電氣化，出現(xiàn)了電報(bào)、電話、電視和無(wú)線電通訊技術(shù)，導(dǎo)致了第二次工業(yè)革命。 納米科技不僅對(duì)信息和生物技術(shù)產(chǎn)生革命性的影響 ,而且也促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)和舊貌換新顏 ,例如在化纖和紡織品中加入納米 TiO SiO Al2O3顆粒 ,可以起到除味、殺菌、防靜電和保暖作用。 (3) 第三 ， 從人類未來(lái)發(fā)展的角度看 ， 可持續(xù)發(fā)展將是人類社會(huì)進(jìn)步的惟一選擇 。 4. 19 81年 ， 美國(guó) IBM公司蘇黎世實(shí)驗(yàn)室 Bining 和Rohrer教授發(fā)明了掃描遂道顯微鏡 （ Scanning Tunnelling Microscope） （ STM） 用于觀察和操縱原子 ， 是目前為止進(jìn)行表面分析的最精密儀器， 分辨率 nm（ 橫向 ） ? nm（ 縱向 ） （1986年獲 Nobel Prize） ， 對(duì)一些納米微粒的結(jié)構(gòu)、 形態(tài)和特性進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究 ， 并在用量子尺寸效應(yīng)解釋其某些特性時(shí)獲得成功 。 2. 1998年 ， 清華大學(xué)范守善小組成功地制備出直徑為３－５０納米 、 長(zhǎng)度達(dá)微米微米量級(jí)的氮化鎵半導(dǎo)體一維納米棒 ， 使我國(guó)在國(guó)際上首次把氮化鎵制備成一維納米晶體 。 產(chǎn)業(yè)前景 1. 納米巨磁阻材料是１ 988年法國(guó)人在納米 Fe/Cr多層膜中發(fā)現(xiàn)的 , 1994年美國(guó) IBM公司使用納米巨磁阻材料制作的計(jì)算機(jī)讀出磁頭的磁盤(pán)記錄密度提高了 17倍 , 達(dá) 5Gbit/in,并于１ 997年商業(yè)化。 … 能夠在原于和分子水平上操縱物質(zhì) 。中國(guó)吃了很多虧。 2. 超導(dǎo)材料的產(chǎn)生和發(fā)展在人類技術(shù)史上有何重大意義？ 3. 納米材料的產(chǎn)生和發(fā)展在人類技術(shù)史上有何重大意義？ 本節(jié)主要參考書(shū) 1. 鄧志杰 鄭安生 《 半導(dǎo)體材料 》 (化學(xué)工業(yè)出版社 ) 2. 張陽(yáng)德 《 納米藥物學(xué) 》 (化學(xué)工業(yè)出版社 ) 3.《 納米技術(shù) 》 翟慶洲主編 （兵器工業(yè)出版社） 4.《 科技要素參與分配論 》 鄒華著 （中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社）