1、答：納米科技是研究在千萬分之一米(10-8)到億分之一米(10-9米)內(nèi)，原子、分子和其它類型物質(zhì)的運動和變化的學問；同時在這一尺度范圍內(nèi)對原子、分子進行操縱和加工宏觀量子隧道效應(yīng)：微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應(yīng)納米粒子的磁化強度等也有隧道效應(yīng)，它們可以穿過宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化，這種被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)。庫侖堵塞效應(yīng)：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，納米微粒的外表能高，外表原子數(shù)多，這些外表原子臨近配位不全，活性大，納米例子熔化時，所需增加的內(nèi)能小，這

2、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(yīng)：1988年，法國的費爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發(fā)現(xiàn)，微弱的磁場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(yīng)命名為巨磁電阻效應(yīng)9.“自上而下(topdown)：是指通過微加工或固態(tài)技術(shù),不斷在尺寸上將人類創(chuàng)造的功能產(chǎn)品微型化10“自下而上(bottom up)：是指以原子分子為根本單元,根據(jù)人們的意愿進行設(shè)計和組裝,從而構(gòu)筑成具有特定功能的產(chǎn)品，這種技術(shù)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(yīng)而工作的電子器件14.納米材料有哪些危害性？答：納米技術(shù)對生物的危害性

3、：1在常態(tài)下對動植物體友好的金，在納米態(tài)下那么有劇毒；2小于100nm的物質(zhì)進入動物體內(nèi)后，會在大腦和中樞神經(jīng)富集，從而影響動物的正常生存；3納米微粒可以穿過人體皮膚，直接破壞人體的組織及血液循環(huán)18、簡述STM和AFM的工作原理及對納米技術(shù)的影響答：STM工作原理：掃描隧道顯微鏡是一種利用量子力學的隧道效應(yīng)的非光學顯微鏡它主要是利用一根非常細的鎢金屬探針，針尖電子會跳到待測物體外表上形成穿隧電流，同時，物體外表的上下會影響穿隧電流的大小，針尖隨著物體外表的上下上下移動以維持恒定的電流，依此來觀測物體外表的形貌STM對納米技術(shù)的影響：它作為一種掃描探針顯微術(shù)工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察

4、和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率此外掃描隧道顯微鏡在低溫下4K可以利用探針尖端精確操縱原子，因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具AFM工作原理：AFM的關(guān)鍵組成局部是一個頭上帶有一個用來掃描樣品外表的尖細探針的微觀懸臂當探針被放置到樣品外表附近的地方時，懸臂會因為受到探針頭和外表的引力而遵從胡克定律彎曲偏移在不同的情況下，這種被AFMAFM對納米技術(shù)的影響：不同于電子顯微鏡只能提供二維圖像，AFM提供真正的三維外表圖同時，AFM不需要對樣品的任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對樣品會造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害第三，電子顯微鏡需要運行在高真空條件下，原子力顯微鏡在常壓

5、下甚至在液體環(huán)境下都可以良好工作這樣可以用來研究生物宏觀分子，甚至活的生物組織19、名詞解釋STM掃描隧道顯微鏡 AFM原子力顯微鏡SEM掃描電子顯微鏡 XRFX射線熒光分析TEM透射電子顯微鏡CVD化學氣相沉積法 PVD物理氣相沉積法PLD激光誘導沉積法 MBE分子束外延PECVD等離子體增強化學氣相沉積法SWNTS單壁碳納米管 MWNTS多壁碳納米管第一章2、什么是納米世界的“眼和“手掃描隧道顯微鏡STM和原子力顯微鏡AFM9、原子團簇是指幾個至幾百個原子的聚集體(粒徑小于或等于1 nm)10、納米微粒：是指顆粒尺寸為納米量級的超細微粒，它的尺度大于原子簇，小于通常的微粉量子點：是指載流子

6、僅在一個方向上可以自由運動，而在另外兩個方向上那么受到約束也叫一維量子線11、量子線：是指載流子在三個方向上的運動都要受到約束的材料體系，即電子在三個維度上的能量都是量子化的也叫零維量子點12、量子阱：是指載流子在兩個方向如在X,Y平面內(nèi)上可以自由運動，而在另外一個方向Z那么受到約束，即材料在這個方向上的特征尺寸與電子的德布羅意波長或電子的平均自由程相比較或更小有時也稱為二維超晶格13、人造原子：人造原子是由一定數(shù)量的實際原子組成的聚集體，它們的尺寸小于100nm14、人造原子與真正原子的相似和不同之處：15、富勒烯的結(jié)構(gòu)、特性：A、六元環(huán)的每個碳原子均以雙鍵與其他碳原子結(jié)合，形成類似苯環(huán)的結(jié)

7、構(gòu)，它的鍵不同于石墨中sp2雜化軌道形成的鍵，也不同于金剛石中sp3雜化軌道形成的鍵，是以sp2.28雜化軌道形成的鍵單鍵鍵長為0.145nm，雙鍵鍵長為0.14nmC、C60中兩個鍵間的夾角為106o，鍵和鍵的夾角為101.64oD、由于C60的共軛鍵是非平面的，環(huán)電流較小，芳香性也較差，但顯示不飽和雙鍵的性質(zhì)，易于發(fā)生加成、氧化等反響，現(xiàn)已合成了大量的C60衍生物16、富勒烯的應(yīng)用：1).C60分子本身不導電，它可能成為繼Si、Ge、GaAs之后的又一種新型半導體材料2).C60和C70是一種良好的非線性光學材料3).合成金剛石的理想原料4.富勒烯的氫化物由于含有大量的氫且性質(zhì)穩(wěn)定，有可能

8、作為儲氫材料或高能燃料C60F60特氟隆球是一種超級耐高溫和耐磨材料，被認為是比C60更好的潤滑劑5).C60分子間在一定條件下還可以相互結(jié)合成聚合物，形成新的分子團簇6)17、碳納米管的結(jié)構(gòu)：多壁碳納米管一般由幾個到幾十個單壁碳納米管同軸構(gòu)成管間距為0.34nm左右，這相當于石墨的面間距碳納米管的直徑為零點幾納米至幾十納米，長度一般為幾十納米至微米級每個單壁管側(cè)面由碳原子六邊形組成，兩端由碳原子的五邊形封頂碳納米管的分類：根據(jù)管壁可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管存在三種類型的結(jié)構(gòu)：分別稱為單臂納米管、鋸齒形納米管和手性納米管第二章庫侖堵塞效應(yīng)在兩電極間其接合靜電容量為C距離變小時 ，由于隧

9、道效應(yīng)，電子可以從一極向 另一極移動，如果雙方經(jīng)典平衡，要移動一個電子，其能量僅增加Ece22C。此能量在室溫時與熱能相比非常小，而當導體尺度極小時，C變得很??；尤其 在低溫時，熱能也很小，這時就必須考慮Ec。如果沒有這一能量，在低偏流電壓下，電子的流動受到抑制，導體就不會產(chǎn)生傳導。這種因庫侖力導致對傳導的阻 礙，就是所謂的庫侖阻塞現(xiàn)象。答：1.小尺寸效應(yīng)2.外表效應(yīng)3.量子尺寸效應(yīng)：由尺寸減小，超微顆粒的能級間距變?yōu)榉至⒛芗墸绻麩崮?，電場能或磁場能比平均的能級間距還小時，超微顆粒就會呈現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，稱之為量子尺寸效應(yīng)久保理論的兩個假設(shè)是什么?A簡并費米液體假設(shè)B超微

10、粒子電中性假設(shè)第三章，第四章1、與常規(guī)材料相比，納米微粒的熔點、燒結(jié)溫度和比熱發(fā)生什么變化，并分別解釋原因。答：熔點和開始燒結(jié)溫度比常規(guī)粉體的低得多，比熱容增加A熔點下降：由于顆粒小，納米微粒的外表能高、外表原子數(shù)多，這些外表原子近鄰配位不全，活性大(為原子運動提供動力)，納米粒子熔化時所需增加的內(nèi)能小，這就使得納米微粒熔點急劇下降B燒結(jié)溫度降低：C比熱容增加：納米結(jié)構(gòu)材料的界面結(jié)構(gòu)原子雜亂分布，晶界體積百分數(shù)大比常規(guī)塊體，因而納米材料熵比照熱的奉獻比常規(guī)材料高很多需要更多的能量來給外表原子的振動或組態(tài)混亂提供背景，使溫度上升趨勢減慢3、試述納米微粒的光學吸收帶發(fā)生藍移和紅移的原因A.納米微粒

11、吸收帶“藍移的解釋有兩個方面：A、小尺寸效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)導致藍移：鍵長變短，導致鍵振動頻率升高引起藍移，量子尺寸效應(yīng)導致能級間距加寬，使吸收帶在納米態(tài)下較之常規(guī)材料出現(xiàn)在更高波數(shù)范圍。B、尺寸分布效應(yīng)和界面效應(yīng)導致寬化：納米材料在制備過程中顆粒均勻，粒徑分布窄，但很那使粒徑完全一致。由于顆粒大小有一個分布，使各個顆粒外表張力有差異，晶格畸變程度不同，因此引起鍵長有一個分布，使紅外吸收帶寬化。納米材料中界面占相當大比例，界面存在孔洞等缺陷，原子配位缺乏，失配鍵較多，使界面內(nèi)的鍵長與顆粒內(nèi)的鍵長有差異，界面內(nèi)的鍵長也有一個分布，引起納米材料紅外吸收帶的寬化。6、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、掃

12、描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的工作原理透射電子顯微鏡：從加熱到高溫的鎢絲發(fā)射電子，在高電壓作用下以極快的速度射出，聚光鏡將電子聚成很細的電子束，射在試樣上；電子束透過試樣后進入物鏡，由物鏡、中間鏡成像在投影鏡的物平面上，這是中間像；然后再由投影鏡將中間像放大，投影到熒光屏上，形成最終像掃描掃描電子顯微鏡掃描隧道顯微鏡：在樣品與探針之間加上小的探測電壓，調(diào)節(jié)樣品與探針間距控制系統(tǒng)，使針尖靠近樣品外表，當針尖原子與樣品外表原子距離10時，由于隧道效應(yīng)，探針和樣品外表之間產(chǎn)生電子隧穿，在樣品的外表針尖之間有一納安級電流通過電流強度對探針和樣品外表間的距離非常敏感，距離變化1，電流就變化一個數(shù)量級左右移

13、動探針或樣品，使探針在樣品上掃描原子力顯微鏡：將一個對微弱力極敏感的彈性微懸臂一端固定另一端的針尖與樣品外表輕輕接觸當針尖尖端原子與樣品外表間存在極微弱的作用力(10-8-10-6N)時，微懸臂會發(fā)生微小的彈性形變，針尖和樣品之間的作用力與距離有強烈的依賴關(guān)系遵循胡克定律7、TEM、SEM圖像襯度原理分別是什么TEM：由于穿過試樣各點后電子波的相位差情況不同，在像平面上電子波發(fā)生干預(yù)形成的合成波色不同，形成圖像上的襯度SEM：背散射電子能量高，以直線軌跡溢出樣品外表，背向檢測器的外表無法收集電子變成陰影，可以分析凹面樣品第五章1、氣相法制備納米微粒的分類？氣相法制備納米微粒包括化學氣相反響法：

14、氣相分解法，氣相合成法，氣固反響法物理氣相法：氣體冷凝法，氫電弧等離子體法，濺射法，真空沉積法，加熱蒸發(fā)法，混合等離子體法2、液相法制備納米微粒的分類？液相法制備納米微粒分為：沉淀法，水熱法，溶膠凝膠法，冷凍枯燥法，噴霧法3、試述氣體冷凝法制備納米微粒的根本原理4、溶膠凝膠法制備納米微粒的根本原理溶膠凝膠法的根本原理是：將金屬醇鹽或無機鹽經(jīng)水解,然后使溶質(zhì)聚合凝膠化，再將凝膠枯燥、煅燒除去有機成分，最后得到無機材料56答：溶膠凝膠法的機理：1先將前驅(qū)體溶在溶劑中就如一般的sol-gel法一樣；2經(jīng)過水解縮聚反響變?yōu)槿苣z；3溶膠再經(jīng)過陳化變?yōu)闈衲z；4經(jīng)過枯燥處理變?yōu)楦赡z而對于制備納米薄膜，那

15、么將2步中得到的硅酸鹽凝膠通過噴涂或浸漬法將其涂于基片外表，再經(jīng)過空氣中水分作用，發(fā)生水解和縮聚產(chǎn)生凝膠薄膜，而后將其枯燥處理變得到納米薄膜。1在非晶薄膜晶化的過程中控制納米結(jié)構(gòu)的形成，比方采用共濺射法制備Si/SiO2薄膜，在700900氮氣氣氛下快速降溫獲得Si顆粒；2在薄膜的成核生長過程中控制納米結(jié)構(gòu)的形成，其中薄膜沉積條件的控制和在濺射過程中，采用高濺射氣壓、低濺射功率顯得特別重要，這樣易于得到納米結(jié)構(gòu)的薄膜。7、請舉出一種納米薄膜的應(yīng)用例子。答：8、分子自組裝：是指分子與分子在平衡條件，依賴分子間非共價鍵力自發(fā)的結(jié)合成穩(wěn)定的分子聚集體的過程。主要有三個過程詳見PPT。9、納米脂質(zhì)體由

16、磷脂為膜材，膽固醇為主要附加劑組成。通過吸附、脂交換、內(nèi)吞和融合與細胞相互作用。1、納米材料的分類：按功能分為半導體納米材料、光敏型納米材料、增強型納米材料和磁性納米材料；按屬性分為金屬納米材料、氧化物納米材料、硫化物納米材料、碳硅化合物納米材料、氮磷等化合物納米材料、含氧酸鹽納米材料、復(fù)合納米材料。按形態(tài)分為納米點、納米線、納米纖維和納米塊狀材料。1量子尺寸效應(yīng)與納米材料性質(zhì)a.導電的金屬在制成超微粒子時就可以變成半導體或絕緣體；絕緣體氧化物相反。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) 。c.比熱亦會發(fā)生反常變化，與顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān) 。d.光譜線會產(chǎn)生向短波長方向的移動 。e.催化活性與原子數(shù)目有奇數(shù)的聯(lián)系，多一個原子活性高,少一個原子活性很低。2)小尺寸效應(yīng)的主要影響：a.金屬納米相材料的電阻增大與臨界尺寸現(xiàn)象電子平均自由程動量b.寬頻帶強吸收性質(zhì)光波波長c.激子增強吸收現(xiàn)象激子半徑d.磁有序態(tài)向磁無序態(tài)的轉(zhuǎn)變超順磁性各向異性能e.超導相向正常相的轉(zhuǎn)變超導相干長度f.磁性納米顆粒的高矯頑力單疇臨界尺寸3)外表效應(yīng)及其影響：外表化學反響活