納米材料導(dǎo)論第一章納米材料的基本概念與性質(zhì)(編輯修改稿)
2025-02-16 10:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 米碳管功能復(fù)合材料 C： 納米鎢銅復(fù)合材料。 碳納米管 納米管 、 納米棒 、 納米絲 器件微小化對新型功能材料提出了更高的要求 ． 因此 ， 20世紀(jì) 80年代以來 ， 零維的材料取得了很大的進展 ， 但一維納米材料的制備與研究仍面臨著巨大的挑戰(zhàn) 。 自從 1991年日本 NEC公司飯島等發(fā)現(xiàn)納米碳管以來 ， 立刻引起了許多科技領(lǐng)域的科學(xué)家們極大關(guān)注 ． ? 因為準(zhǔn)一維納米材料在介觀領(lǐng)域和納米器件研制方面有著重要的應(yīng)用前景： ? 它可用作掃描隧道顯微鏡 (STM)的針尖 ? 納米器件 ? 超大集成電路 (ULSIC)中的連線 ? 光導(dǎo)纖維 ? 微電子學(xué)方面的微型鉆頭 ? 復(fù)合材料的增強劑等 目前關(guān)于一維納米材料 (納米管 、 納米絲 、 納米棒等 )的制備研究已有大量報道 。 碳納米管，是 1991年由日本電鏡學(xué)家飯島教授通過高分辨電鏡發(fā)現(xiàn)的，屬碳材料家族中的新成員，為黑色粉末狀。 是由類似石墨的 碳原子六邊形網(wǎng)格 所組成的管狀物，它一般為多層，直徑為幾納米至幾十納米，長度可達數(shù)微米甚至數(shù)毫米。 碳納米管本身有非常完美的結(jié)構(gòu)，意味著它有好的性能。它在一維方向上的 強度可以超過鋼絲強度 ，它還有其他材料所不具備的性能： 非常好的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和電性能。 碳納米管尺寸盡管只有頭發(fā)絲的十萬分之一，但： 熔點是已知材料中最高的。 像金剛石那樣硬，卻有柔韌性，可以拉伸。 強度是鋼的 100倍而重量只有鋼的七分之一 。 導(dǎo)電率是銅的 1萬倍， 氮化硅納米絲 納米絲 以碳納米管為模板合成氮化硅 納米絲 用微米級 SiO Si和混合粉末為原料，用碳納米管覆蓋其上作為模板，以氮氣為反應(yīng)氣合成了一維氮化硅納米線體。測量了不同溫度下合成納米氮化硅的型貌和結(jié)構(gòu)， 納米微粒的基本性質(zhì) kubo理論 2. 量子尺寸效應(yīng) 3. 小尺寸效應(yīng) 4. 表面效應(yīng) 5. 宏觀量子隧道效應(yīng) 久保 (Kubo)理論是關(guān)于金屬粒子電子性質(zhì)的理論．它是由久保及其合作者提出的，以后久保和其他研究者進一步發(fā)展了這個理論． 1986年 Halperin對這一理論進行了較全面歸納，用這一理論對金屬超微粒子的量子尺寸效應(yīng)進行了深人的分析。 久保理論是針對金屬超微顆粒費米面附近電子能級狀態(tài)分布而提出來的，它與通常處理大塊材料費米面附近電子態(tài)能級分布的傳統(tǒng)理論不同，有新的特點，這是因為當(dāng)顆粒尺寸進入到納米級時由于量子尺寸效應(yīng)原 大塊金屬的準(zhǔn)連續(xù)能級產(chǎn)生離散現(xiàn)象． kubo理論 量子尺寸效應(yīng) ? 微粒尺寸下降到一定值時，費米能級附近的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)能級變?yōu)榉至⒛芗?，這種現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。 能帶理論表明， 金屬費米能級附近電子能級一般是連續(xù)的，這一點只有在 高溫或宏觀尺寸 情況下才成立．對于只有有限個導(dǎo)電電子的超
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