【正文】 最終在相應(yīng)的波矢的電子分布曲線(xiàn)中產(chǎn)生一個(gè) 帶隙 ， 如圖 。 ? 在納米晶體中 ， 塊狀晶體的平移對(duì)稱(chēng)性和無(wú)限尺寸的假設(shè) 不再成立 ， 因此塊狀晶體的能級(jí)模型不能適用于納米晶 。 ? GaN納米線(xiàn) ? 電子在 x方向上的自由運(yùn)動(dòng) ， 應(yīng)用 周期性邊界條件 的概念可以得到 平行于 kx軸的態(tài)或能級(jí)的準(zhǔn)連續(xù)分布 。 10納米 1納米 隨著尺寸的減小，表面積迅速增大 ? 納米粒子的 表面原子 所處的 晶體場(chǎng)環(huán)境及結(jié)合能 與 內(nèi)部原子 有所不同 ， 存在許多 懸空鍵 ， 具有 不飽和性質(zhì) ， 因而極易與其他原子相結(jié)合而趨于穩(wěn)定 ， 具有很高的 化學(xué)活性 。 ? 顆粒細(xì)化時(shí) ， 表面積增大 ， 需要對(duì)其做功 ， 所做的功部分轉(zhuǎn)化為 表面能 儲(chǔ)存在體系中 。 ? 利用表面活性 ， 金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎┖唾A氣材料以及低熔點(diǎn)材料 。 **** ? 超微顆粒的能級(jí)量子化 ? 小尺寸系統(tǒng)的 量子尺寸效應(yīng) 是指電子的能量被量子化 ， 形成分立的電子態(tài)能級(jí) ， 電子在該系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)受到約束 。 ? 利用這個(gè)特性可以作為高效率的光熱 、 光電等轉(zhuǎn)換材料 ， 可以高效率地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、 電能 ， 還可能應(yīng)用與紅外敏感元件和紅外隱身技術(shù) 。 ? 這就是是 20世紀(jì) 80年代 介觀領(lǐng)域 所發(fā)現(xiàn)的極其重要的物理現(xiàn)象之一 。 ? 例如：光學(xué) ? 當(dāng)黃金被細(xì)分到小于光波波長(zhǎng)的尺寸時(shí) ， 即失去了原有的富貴光澤而呈黑色 。 Cu, Pd/Al2O3 ? ② 吸附劑 （ 儲(chǔ)氫材料 、 碳纖維 、 碳管 、合金等載體 ） 。 ? 這種表面原子的活性不但 引起納米粒子表面原子輸運(yùn)和構(gòu)型的變化 ， 同時(shí)也引起 表面電子自旋構(gòu)像和電子能譜 的變化 。 ? 3． 表面能 ? 由于 表層原子的狀態(tài)與本體 中不同 。 ? 除了 能級(jí)離散外 ， 有限零點(diǎn)能量的發(fā)生也很重要 。 ? Electrons in 2D system Quantum Well ? 1970年 江崎和朱兆祥 提出 量子阱和超晶格 。 ? 由此式表明 ， 隨著 d值下降 ， W增加 ， 低溫下熱漲落很難改變超微粒子電中性 。 對(duì)于尺寸為 L的金屬塊體 ， 能級(jí)間距與熱運(yùn)動(dòng)能 kBT相比非常小 。 ? 例如 7個(gè)原子組成的系統(tǒng)原子能級(jí)分裂的情況示意圖 。 這些許可的軌道電子必須符合 de Broglie定律 ， 且周長(zhǎng)是電子的波長(zhǎng)的整數(shù)倍 。由于壓電效應(yīng)在納米線(xiàn)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(xiàn)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(zhǎng)有氧化鋅納 米線(xiàn)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(xiàn)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) )。 電離一個(gè)孤立氫原子的臨界能量為 eV，這個(gè)值稱(chēng)為 Rydberg常數(shù) 。 禁帶的形成 可以認(rèn)為 來(lái)源于孤立原子不同原子軌道之間的能隙 。 ? 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 。 ? 假設(shè) N接近于 1個(gè)原子 ， EF為幾個(gè) eV， 那么金屬量子點(diǎn)的禁帶可以 在非常低的溫度下 觀察到 。 雖然團(tuán)簇的尺寸小于De Broglie波長(zhǎng) ， 但 它們的性質(zhì)依賴(lài)于原子的具體數(shù)目 (幻數(shù)效應(yīng) )。 ? 表給出了 不同尺寸的緊密堆積的全殼型團(tuán)簇中表面原子所占的比例 。 ? 由于表面原子數(shù)增多 ， 原子配位不足及高的表面能 ， 使這些 表面原子具有高的活性 ， 極不穩(wěn)定 ， 很容易與其他原子結(jié)合 。 熔點(diǎn)降低。 EF h? green yellow orange red ? 納米微粒表現(xiàn)出與宏觀塊體材料不同的的微觀特性和宏觀性質(zhì) 。 RqU028???CeReEc28202???? 庫(kù)倫堵塞效應(yīng) 電子隧穿效應(yīng) ? 上式可知：顆粒尺寸減小 ， 充一個(gè)電子所做的功越大 。 這個(gè)能量稱(chēng)為 庫(kù)侖堵塞能 。 ? B 磁化率 的大小與顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān) 。 晶化溫度降低。 C60具有良好的催化活性 。 ? 它們是由一個(gè)中心原子和繞其緊密堆積的 … ..層外殼構(gòu)成 。 因此 ， 通常量子點(diǎn)是指這些尺寸比較大的團(tuán)簇 。 ? 例如 CdSe量子點(diǎn)在可見(jiàn)光范圍出現(xiàn)尺寸可調(diào)的熒光發(fā)射 。 ? 其內(nèi)容為：當(dāng)微粒尺寸進(jìn)人到納米級(jí)時(shí) ， 由于量子尺寸效應(yīng) ， 原大塊金屬的 準(zhǔn)連續(xù)能級(jí) 產(chǎn)生離散現(xiàn)象 。 ? 自由電子模型和能帶理論 ? 固體的電子結(jié)構(gòu) 可以認(rèn)為是在周期性勢(shì)場(chǎng)中的電子波 。 ? 相反 ， 一些外層電子 可以與相鄰的原子發(fā)生鍵合 ， 成鍵后原子的能級(jí)圖將發(fā)生改變 。 理論上，不只亞原子粒子有波的性質(zhì)。 因此，現(xiàn)時(shí)的技術(shù)是無(wú)法觀察出