納米材料與技術思考題2016資料

1、1納米材料導論復習題(2016)一、填空：1.納米尺度是指2.納米科學是研究納米尺度內原子、分子和其他類型物質的科學3.納米技術是在納米尺度范圍內對原子、分子等進行的技術4.當材料的某一維、二維或三維方向上的尺度達到納米范圍尺寸時，可將此類材料稱為5.一維納米材料中電子在個方向受到約束，僅能在個方向自由運動，即電子在個方向的能量已量子化一維納米材料是在納米碳管發(fā)現后才得到廣泛關注的，又稱為6.1997年以前關于Au、Cu、Pd納米晶樣品

2、的彈性模量值明顯偏低，其主要原因是7.納米材料熱力學上的不穩(wěn)定性表現在和兩個方面8.納米材料具有高比例的內界面，包括、等9.根據原料的不同，溶膠凝膠法可分為：10.隧穿過程發(fā)生的條件為.11.磁性液體由三部分組成：、和12.隨著半導體粒子尺寸的減小，其帶隙增加，相應的吸收光譜和熒光光譜將向方向移動，即13.光致發(fā)光指在照射下被激發(fā)到高能級激發(fā)態(tài)的電子重新躍入低能級被空穴捕獲而發(fā)光的微觀過程僅在激發(fā)過程中發(fā)射的光為在激發(fā)停止后還繼續(xù)發(fā)射一

3、定時間的光為14.根據碳納米管中碳六邊形沿軸向的不同取向，可將其分成三種結構：、和15.STM成像的兩種模式是和.二、簡答題：（每題5分，總共45分）1、簡述納米材料科技的研究方法有哪些？2、納米材料的分類？3、納米顆粒與微細顆粒及原子團簇的區(qū)別？4、簡述PVD制粉原理5、納米材料的電導（電阻）有什么不同于粗晶材料電導的特點？3（表面積體積）與直徑成反比隨著顆粒直徑的變小，比表面積將會顯著地增加，顆粒表面原子數相對增多，從而使這些表面原

4、子具有很高的活性且極不穩(wěn)定，致使顆粒表現出不一樣的特性，這就是表面效應量子尺寸效應：當粒子的尺寸達到納米量級時，費米能級附近的電子能級由連續(xù)態(tài)分裂成分立能級當能級間距大于熱能、磁能、靜電能、靜磁能、光子能或超導態(tài)的凝聚能時，會出現納米材料的量子效應，從而使其磁、光、聲、熱、電、超導電性能變化的效應宏觀量子隧道效應：微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應納米粒子的磁化強度等也有隧道效應，它們可以穿過宏觀系統(tǒng)的勢壘而產生變化，這種被稱為納米

5、粒子的宏觀量子隧道效應。庫侖堵塞效應：前一個電子對后一個電子的庫倫排斥，小體系單電子運輸行為7、隨著顆粒直徑的減小，材料的熔點有什么改變？材料的熱穩(wěn)定性有什么改變？答：熔點下降，由于顆粒小，納米微粒的表面能高，表面原子數多，這些表面原子臨近配位不全，活性大，納米例子熔化時，所需增加的內能小，這就使得納米微粒熔點急劇下降熱穩(wěn)定性變差，微粒半徑越小，熱穩(wěn)定性越差8巨磁電阻效應：1988年，法國的費爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發(fā)現，微弱的磁場

6、變化可以導致電阻大小的急劇變化，其變化的幅度比通常高十幾倍，他把這種效應命名為巨磁電阻效應9“自上而下”(topdown)：是指通過微加工或固態(tài)技術不斷在尺寸上將人類創(chuàng)造的功能產品微型化10“自下而上”(bottomup)：是指以原子分子為基本單元根據人們的意愿進行設計和組裝從而構筑成具有特定功能的產品，這種技術路線將減少對原材料的需求降低環(huán)境污染11量子器件:利用量子效應而工作的電子器件稱為量子器件12納米材料與傳統(tǒng)材料的主要差別：第

7、一、這種材料至少有一個方向是在納米的數量級上比如說納米尺度的顆粒，或者是分子膜的厚度在納米尺度范圍內第二、由于量子效應、界面效應、表面效應等，使材料在物理和化學上表現出奇異現象13納米技術與微電子技術的主要區(qū)別是：納米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現設備特定的功能，是利用電子的波動性來工作的；而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能，是利用電子的粒子性來工作的，人們研究和開發(fā)納米技術的目的，就是要實現對整個微觀世界的有效控制

8、14.納米材料有哪些危害性？答：納米技術對生物的危害性：1）在常態(tài)下對動植物體友好的金，在納米態(tài)下則有劇毒；2）小于100nm的物質進入動物體內后，會在大腦和中樞神經富集，從而影響動物的正常生存；3）納米微?？梢源┻^人體皮膚，直接破壞人體的組織及血液循環(huán)納米技術對環(huán)境的危害性：美國研究人員證明，足球烯分子會限制土壤細菌的生長，而巴基球則對魚類有毒，這說明納米技術對生態(tài)平衡和生態(tài)安全都有一定的破壞性15、激子的定義是什么？答：在光躍遷過程

9、中，被激發(fā)到導帶中的電子和在價帶中的空穴由于庫侖相互作用，將形成一個束縛態(tài)，稱為激子通?？煞譃槿f尼爾（Wannier）激子和弗倫克爾（Frenkel）激子，前者電子和空穴分布在較大的空間范圍，庫侖束縛較弱，電子“感受”到的是平均晶格勢與空穴的庫侖靜電勢，這種激子主要是半導體中；后者電子和空穴束縛在體元胞范圍內，庫侖作用較強，這種激子主要是在絕緣體中16、什么是超順磁性？答：磁性材料的磁性隨溫度的變化而變化，當溫度低于居里點時，材料的磁性