1、1. 納米材料？納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1100 nm間的粒子。2. 納米技術（Nanotechnology，簡稱Nanotech）是一門以現代科技為基礎的前沿科學技術，是現代科學（量子力學、分子生物學等）和現代技術（微電子技術、計算機技術、高分辨顯微術、核分析術等）相結合的產物，它在1100nm的尺度研究利用原子、分子現象及其結構信息3. 激子（exciton）：描述了一對電子與空穴由靜電庫侖作用相互吸引而構成的束縛態(tài)，它可被看作是存在于絕緣體，半導體和某些液體中呈電中性的準粒子；4. 量子點（Quantum Dot）：是在把導帶電子、

2、價帶空穴及激子在三個空間方向上束縛住的半導體納米結構。單電子晶體管將一個微結構用隧道結與金屬導線弱連結起來形成的電子器件，它利用單電子隧道效應。其中陰影線部分代表連接庫侖島與金屬導線的隧道結。4. 基本元件：量子位（qubit）-“0”和“1”的狀態(tài)同時實現的元件。Orion”基于一塊硅芯片，包含16個量子位(qubit)，可以同時表示0和1兩個二元位(電子計算里不是0就是1)，而每一個量子位都能模擬其他量子位的值，從而提高計算能力。5. 量子計算機的優(yōu)點:(1) 計算速度快：計算速度可提高10億倍,1個400位長的數分解成質數乘積,采用巨型機需10億年,用量子計算機只要一年；(2) 量子位儲

3、存能力大大提高；(3) 可完成一些傳統計算機無法完成的計算。高效率模擬、模擬量子系統， 40個自旋1/2粒子體系；低能耗：量子計算機計算是么正變換，是可逆的。6. 量子計算機存在的問題(1) 受環(huán)境影響大，糾錯復雜；(2) 消相干效應：量子信號與外部環(huán)境發(fā)生相互作用，導致量子相關性的衰減，使相干性很難維持；(3) 克服消相干效應是量子計算機要克服的主要困難；(4) 消相干還會導致運算結果出錯，如何進行量子糾錯是量子計算機要克服的另一困難。7. 【 碳納米管】CNT是由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑可達1 nm。CNT 優(yōu)勢: 載流

4、子遷移率 100,000 cm2/Vs 楊氏模量超過1 Tera Pascal, 跟鉆石硬度差不多;3. 抗脹強度 200 GPa.CNT可以呈現金屬性或半導體性，這取決與chirality.碳納米管具有良好的導電性能，理論預測其導電性能取決于其管徑和管壁的螺旋角。當CNTs的管徑大于6nm時，導電性能下降；當管徑小于6nm時，CNTs可以被看成具有良好導電性能的一維量子導線。石墨烯即為“單層石墨片”，是構成石墨的基本結構單元；而碳納米管是由石墨烯卷曲而成的圓筒結構；從性能上來看，石墨烯具有可與碳納米管相媲美或更優(yōu)異的特性碳納米管是由多個碳原子六方點陣的同軸圓柱面套構而成的空心小管，其中石墨層

5、可以因卷曲方式不同而具有手性。碳納米管的直徑一般為幾納米至幾十納米，長度為幾至幾十微米。碳納米管可以因直徑或手性的不同而呈現很好的金屬導電性或半導體性。8. 【碳納米管的特性及應用】：1. 獨特的電學性能：尖端放電，場電子發(fā)射性，平面顯示器2. 優(yōu)異的力學性能：強度是鋼的100倍，密度是鋼的六分子一，增強材料，STM和AFM的針尖3. 良好的化學穩(wěn)定性：500毫克單壁碳納米管室溫儲氫4.2%，78.3%的儲存氫在常溫常壓下可釋放，加熱完全釋放，可重復利用，儲氫材料9. 【壓電效應】是由材料中的力學形變而導致的電荷極化的效應，它是實現力電耦合和傳感的重要物理過程。世界上最小的發(fā)電裝置納米發(fā)電機納

6、米發(fā)電機發(fā)電效率可達到30%ZnO同時具有半導體和壓電性能，當用導電AFM針尖去彎曲ZnO納米線時，輸入機械能，可以使納米線壓縮和拉伸并在內外表面產生極化電荷。而ZnO的半導體特性可通過半導體-金屬的肖特基勢壘將電能暫時儲存在納米線內，然后用導電AFM探針接通這一電源，并向外界輸電，從而實現納米尺度的發(fā)電功10. 【納米效應】1.表面效應2.小尺寸效應3.量子尺寸效應4.宏觀量子隧道效應11. 【表面效應】表面效應是指納米超微粒子的表面原子數與總原子數之比隨著納米粒子尺寸的減小而大幅度地增加，粒子的表面能及表面張力也隨著增加，從而引起納米粒子性能的變化。 納米粒子的表面原子所處的晶體場環(huán)境及結

7、合能與內部原子有所不同,存在許多懸空鍵,并具有不飽和性,因而極易與其他原子相結合而趨于穩(wěn)定,所以,具有很高的化學活性利用這一特性可制得具有高催化活性和產物選擇性的催化劑。12. 【納米顆粒的表面效應活性】超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如果將金屬銅或鋁做成幾個納米的顆粒，一遇到空氣就會產生激烈的燃燒，發(fā)生爆炸。如要防止自燃，可采用表面包覆或控制氧化速度，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩(wěn)定化。用納米顆粒的粉體做成火箭的固體燃料將會有更大的推力，可以用作新型火箭的固體燃料，也可用作烈性炸藥。13. 【小尺寸效應】隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引

8、起顆粒性質的質變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。14. 對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產生如下一系列新奇的性質。（1） 特殊的光學性質（2） 特殊的熱學性質（3） 特殊的磁學性質（4） 特殊的力學性質超微顆粒的小尺寸效應還表現在超導電性、介電性能、聲學特性以及化學性能等方面。15. 小尺寸效應特殊的光學性質顏色 特殊的光學性質：當黃金被細分到小于光波波長的尺寸時，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上，所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)時都呈現為黑色。尺寸越小，顏色越黑，銀白色的鉑變成鉑黑。由此可見，金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀?%，大約

9、幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性可以作為高效率的光熱、光電等轉換材料，可以高效率地將太陽能轉變?yōu)闊崮?、電能。也有可能應用于紅外敏感原件、紅外隱身技術等。16. 【超微納米顆粒的不穩(wěn)定性】超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的。若用高倍率電子顯微鏡對金超微顆粒（直徑2nm）進行觀察，發(fā)現這些顆粒沒有固定的形態(tài)，隨著時間的變化會自動形成各種形狀（如立方八面體，十面體、二十面體等），它既不同于一般固體，有不同于液體，是一種準固體。在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子仿佛進入了沸騰狀態(tài)，尺寸大于10nm后才看不到這種顆粒結構的不穩(wěn)定性。17. 【納米微粒的熔點降低】納米微粒的熔點比常規(guī)粉體低

10、得多。由于顆粒小，納米微粒的表面能高，表面原子數多，這些原子近鄰配位不全，納米微粒間是一種非共價相互作用，活性大，納米粒子熔化時所增加的內能小得多，這就使得納米微粒的熔點急劇下降。18. 【量子尺寸效應】微粒尺寸下降到一定值時，費米能級附近的電子能級由準連續(xù)能級變?yōu)榉至⒛芗?，吸收光譜向短波方向移動，這種現象稱為量子尺寸效應。19. 【宏觀量子隧道效應】隧道效應是基本的量子現象之一，即當微觀粒子的總能量小于勢壘高度時，該粒子仍能穿越這一勢壘。近年來，人們發(fā)現一些宏觀量如微顆粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量及電荷也具有隧道效應，他們可以穿越宏觀系統的勢阱而產生變化，故稱之為宏觀量子隧道效應。2

11、0. 【納米材料的制備技術】實際上，一方面納米加工技術是納米科學的重要基礎，另一方面納米加工技術中包含了許多人們尚未認識清楚的納米科學問題。在納米世界內，所有的加工都必須在原子尺寸的層面上考慮一、【物理方法】1真空冷凝法用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點純度高、結晶組織好、粒度可控，但技術設備要求高。2物理粉碎法通過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點操作簡單、成本低，但產品純度低，顆粒分布不均勻。3機械球磨法采用球磨方法，控制適當的條件得到純元素、合金或復合材料的納米粒子。其特點操作簡單、成本低，但產品純度低，顆粒分布不均勻。二、【化學方法】

12、1 .化學沉淀法a) 共沉淀法b) 均勻沉淀法c) 多元醇沉淀法d) 沉淀轉化法2. 化學還原法a) 水溶液還原法b) 多元醇還原法c) 氣相還原法d) 碳熱還原法3.溶膠凝膠法溶膠凝膠法廣泛應用于金屬氧化物納米粒子的制備。前驅物用金屬醇鹽或非醇鹽均可。方法實質是前驅物在一定條件下水解成溶膠，再制成凝膠，經干燥納米材料熱處理后制得所需納米粒子。溶膠凝膠法可以大大降低合成溫度。用無機鹽作原料，價格相對便宜。4.水熱法水熱法是在高壓釜里的高溫、高壓反應環(huán)境中，采用水作為反應介質，使得通常難溶或不溶的物質溶解，反應還可進行重結晶。21. 【水熱技術具有兩個特點】，一是其相對低的溫度，二是在封閉容器中

13、進行，避免了組分揮發(fā)。水熱條件下粉體的制備有水熱結晶法、水熱合成法、水熱分解法、水熱脫水法、水熱氧化法、水熱還原法等。近年來還發(fā)展出電化學熱法以及微波水熱合成法。前者將水熱法與電場相結合，而后者用微波加熱水熱反應體系。與一般濕化學法相比較，水熱法可直接得到分散且結晶良好的粉體，不需作高溫灼燒處理，避免了可能形成的粉體硬團聚。22. 5【溶劑熱合成法用有機溶劑代替水作介質】，采用類似水熱合成的原理制備納米微粉。非水溶劑代替水，不僅擴大了水熱技術的應用范圍，而且能夠實現通常條件下無法實現的反應，包括制備具有亞穩(wěn)態(tài)結構的材料。苯由于其穩(wěn)定的共軛結構，是溶劑熱合成的優(yōu)良溶劑，最近成功地發(fā)展成苯熱合成技

14、術，溶劑加壓熱合成技術可以在相對低的溫度和壓力下制備出通常在極端條件下才能制得的、在超高壓下才能存在的亞穩(wěn)相。23. 【.微乳液法微乳液】通常是由表面活性劑、助表面活性劑(通常為醇類)、油類(通常為碳氫化合物)組成的透明的、各向同性的熱力學穩(wěn)定體系。微乳液中，微小的“水池”為表面活性劑和助表面活性劑所構成的單分子層包圍成的微乳顆粒，其大小在幾至幾十個納米間，這些微小的“水池”彼此分離，就是“微反應器”。它擁有很大的界面，有利于化學反應。這顯然是制備納米材料的又一有效技術。與其它化學法相比，微乳法24. 【模板合成法】利用基質材料結構中的空隙作為模板進行合成。結構基質為多孔玻璃、分子篩、大孔離子

15、交換樹脂等。例如將納米微粒置于分子篩的籠中，可以得到尺寸均勻，在空間具有周期性構型的納米材料。25. 【.電解法此法】包括水溶液電解和熔鹽電解兩種。用此法可制得很多用通常方法不能制備或難以制備的金屬超微粉，尤其是負電性很大的金屬粉末。還可制備氧化物超微粉。采用加有機溶劑于電解液中的滾筒陰極電解法，制備出金屬超微粉。滾筒置于兩液相交界處，跨于兩液相之中。當滾筒在水溶液中時，金屬在其上面析出，而轉動到有機液中時，金屬析出停止，而且已析出之金屬被有機溶液涂覆。 26. 【納米晶金屬電導的尺寸效應】在一般電場情況下，金屬和半導體的導電均服從歐姆定律，穩(wěn)定電流密度與外加電場成正比，納米材料電阻率的表達式

16、由固體物理可知，在完整晶體中，電子是在周期性勢場中運動，電子的穩(wěn)定狀態(tài)是布洛赫波描述的狀態(tài)，這時不存在產生阻力的微觀結構。對于不完整晶體，晶體中的雜質、缺陷、晶面等結構上的不完整性以及晶體原子因熱振動而偏離平衡位置都會導致電子偏離周期性勢場。納米材料的電導具有尺寸效應，特別是晶粒小于某一臨界尺寸時，量子限制將使電導量子化（Conductance Quantization ）27. 【納米金屬塊體材料的電導】一般來說，納米金屬塊體材料的電導隨著晶粒尺寸的減小而減小而且具有負的電阻溫度系數，已被實驗所證實28. 【單電子效應基礎知識單電子效應的定義】在低維納米固體結構中，通過一定的控制手段，比如加

17、偏壓、門壓等能操縱電子一個一個地運動，這就是單電子效應或單電子現象。29. 【量子隧穿】結中的絕緣介質足夠的薄，同時起著勢壘的作用由于電子具有量子屬性，所以它能以一定的概率隧穿通過勢壘，這一現象稱作量子隧穿。若C為隧道結的電容，那么一個電子在隧穿前后引起隧道結的靜電能的變化與一個電子的庫侖能大體相當，即，如果隧道結的面積為， 絕緣層厚度為1nm，那么將拆算成溫度，大約為100K。30. 【量子遂穿的定義及描述】單電子效應的主要研究對象是超小隧道結。隧道結是由兩個金屬電極及夾在其間的絕緣介質構成。與通常的電容相比，隧道結中的絕緣介質足夠的薄，同時起著勢壘的作用。 由于電子具有量子屬性，所以它能以

18、一定的概率隧穿通過勢壘，這一現象稱作量子隧穿。31. 【庫侖導的定義及描述】：兩個隧道結J1 和J2 串聯在一起，其中心電極就組成一個孤立的庫侖島，J1和J2中的絕緣介質分別構成隔離庫侖島的勢壘。在串聯結上加上一個理想的恒流源，構成圖所示的串聯的雙隧道結。32. 【產生庫侖臺階的條件】：臺階形I-U曲線產生的條件：R2C2 R1C1，R1 和R2 分別為J1 和J2 的電阻，即雙結不對稱。臺階的高度為，為單個電子隧穿擊射壘所需的平均時間。33. 【單電子現象產生的條件】：要保證隧道結的靜電勢遠大于環(huán)境溫度引起的漲落能，即e2 /(2C) KBT，否則單電子現象將被熱起伏所淹沒。因此，室溫下觀察

19、單電子隧穿要求庫侖島的尺寸小至幾個納米的數量級。隧道結的電阻必須遠大于電阻量子Rk= /e2 25.8K。34. 【旋轉門效應】上圖中，電流標度pA，其遠小于穩(wěn)態(tài)下庫侖臺階的電流nA。由于在調控信號的控制下，一個周期內只有一個電子通過，類似于大飯店的旋轉門，每轉一格只允許一個人通過，故上述現象稱為旋轉門效應(Turnstile Effect)，利用這種效應制成的器件稱為量子旋轉門器件35. 【單電子效應的應用】根據庫侖島大小和形狀的不同【單電子效應主要應用于以下幾種納米電子器件】：單電子晶體管（SET）量子點器件（QD）【共振隧穿二極管和三級管（RTD，RTT）【RTD 和RTT 具有以下特點

20、：】高頻高速工作：由于隧穿是載流子輸運的最快機制之一，而且RTD活性尺度極小，決定了RTD具有非?？斓墓ぷ魉俣群头浅８叩墓ぷ黝l率。低工作電壓和低功耗：典型RTD的工作電壓為0.20.5V，一般工作電流為mA數量級，如果在材料生長中加入預勢壘層，電流為A數量級，可實現低功耗應用。用RTD做成的SRAM的功耗為50nW/單元。負阻為RTD和RTT的基本特點36. 【單電子器件面臨的困難】目前，單電子器件應用的一個最大困難是工作溫度低，為了克服這一困難，需要減小庫侖島的尺寸，減少其中所容納的電子數。如果能將容納的電子數由目前的500個減少到幾十個，將大大提高工作溫度。這就要求精細加工技術的進一步改進

21、?？梢韵嘈牛S著納米材料和技術的發(fā)展，單電子器件的實用化已為期不遠。37. 【介電常數和介電損耗/產生電極化的主要機理】介電材料或電介質是以電極化為基本電學性能的材料。38. 【電極化】，是指材料中的原子或離子的正、負電荷中心在電場作用下相對移動（產生電位移）從而導致電矩的現象。產生電極化的主要機理有： 39. 【電子位移極化】：在外電場作用下原子的電子云和原子核發(fā)生相對位移。 粒子位移極化：在外電場作用下正、負離子間發(fā)生相對位移。40. 【取向極化】：某些物質的分子在無外電場作用時本身正、負電荷中心就不重合，存在固有的電偶極矩。但由于熱運動，分子的電偶極矩取向隨機分布，總電矩為零。在外電場作

22、用下，偶極矩部分地轉向電場方向，做取向排列。41. 【自發(fā)極化】：在32種點群的晶體中，有20個點群不具有中心對稱，可因彈性變形極化，因而具有壓電特性，這20中點群中又有10種點群具有唯一的極軸（自發(fā)極化軸）可出現自發(fā)極化。42. 【介電損耗的定義及描述】在靜電場中，電位移，其中、分別為真空和介質的相對介電常數，為電場。若介質在靜電場中沒有電導，則沒有介電損耗。在交變電場中，電極化隨著電場的變化而改變。當電場變化相對較快時，電極化就會追隨不上電場變化而滯后，從而在電場和電極化間產生相位差。實際上介質中的多種極化都是一個馳豫過程，從初態(tài)到末態(tài)都要經過一定的馳豫時間。介質的這種馳豫，在交變電場中會

23、引起介質損耗，亦稱介電損耗。介電損耗用相位差的正切來表示，即介電損耗等于。在動態(tài)電場中，電位移，其中為動態(tài)電場； 為動態(tài)介電常數，是與電場的角頻率有關的復數，即：若介質在靜電場中無損耗（無電導），則當時，上式中的第二項趨近于零，動態(tài)介電常數就趨近于靜態(tài)介電常數。在交變電場中43. 【介電損耗因子為】：介電損耗與極化的馳豫過程有關?！窘殡姵岛徒殡姄p耗】是表征介電性能的兩個重要參數，它們頻率和溫度的變化通常用頻率譜和溫度譜來表示。它們的頻率和溫度變化通常用頻率譜和溫度譜來表示。44. 【納米介電材料的介電性能】納米介電材料具有尺寸效應和界面效應，這將較強烈地影響其介電性能。這些影響主要表現在；空

24、間電荷引起的界面極化。由于納米材料具有大體積分數的界面，在外電場的作用下在界面兩側可產生較強的空間電荷引起界面極化或空間電荷極化。 介電常數或介電損耗具有較強的尺寸效應。隨著尺寸的減小，鐵電體單疇將發(fā)生由尺寸驅動的鐵電-順點相變，使自發(fā)極化減弱，局里點降低，這都將影響取向極化及介電性能。 納米介電材料的交流電導常遠大于常規(guī)電介質的電導。45. 【納米BaTiO3基材料的介電性能】BaTiO3 是一種典型的強介電材料，被譽為電子工業(yè)的支柱，廣泛用于制造陶瓷電容器、電子濾波器等電子元器件。BaTiO3 為鈣鈦礦型結構（ABO3），由一系列共頂角的氧八面體組成，氧八面體中心是高價小半徑的B位離子（鈦

25、離子），而在八面體間則為大半徑、低價、配位數為12的A 位離子（鋇離子）。鈣鈦礦結構的一個重要特點使A 位和B 位離子可用電價和半徑不同的離子在相當寬的范圍內單獨或復合取代【介電常數的尺寸效應和溫度效應】進一步細化晶粒至納米范圍能否進一步提高BaTiO3的介電常數成為人們所關注的問題之一。此外，由于納米晶BaTiO3在晶粒小于某一臨界尺寸時，在室溫就能發(fā)生四方相-立方相的相變。因此，利用納米BaTiO3尺寸效應使居里點由120降至室溫附近可望大幅度提高BaTiO3的介電常數。46. 【介電性能的提高】空氣中介電損耗增大的主要原因是是電導增大帶來的損耗。隨著測量次數的增加或時間的延長，樣品中的懸

26、鍵大量減少，最后達到一個穩(wěn)定空氣中的介電損耗遠大于真空中的介電損耗通常47. 【激子束縛的電子-空穴對】在價帶自由運動的空穴和在導帶自由運動的電子，通過庫侖相互作用束縛在一起，形成束縛的電子-空穴對，就形成激子。電子和空穴復合時便發(fā)光，即以光子的形式釋放能量。48. 【激子弱受限】從吸收和發(fā)光來看，激子基態(tài)能量向高能方向位移，出現激子能量的藍移。由于電子的有效質量與電子的靜止質量以及空穴有效質量與電子靜止質量之比導致的附加能并不大，所以激子弱受限引起的藍移量不大。49. 【激子中等受限】，由于電子的有效質量小，空穴的有效質量大，電子受到的量子尺寸限域作用比空穴的大得多，這種情況下，主要是電子運

27、動受限，空穴在強受限的電子云中運動，并與電子之間發(fā)生庫侖相互作用50. 【激子強受】材料中的電子和空穴運動都將明顯受到限制，當r減小到一定尺寸，量子限域效應超過庫侖作用，庫侖作用僅僅作為微擾來處理，根據計算，量子尺寸限域產生的附加能量近似表示為：51. 【藍移】與體材料相比，納米微粒的吸收帶普遍存在向短波方向移動，即藍移現象。52. 【2. 紅移】在有些情況下，粒徑減小至納米級時，可以觀察到光吸收帶相對粗晶材料呈現“紅移”現象，即吸收帶移向長波方向。53. 【3. 吸收帶的寬化】引起納米結構材料紅外吸收帶的寬化的因素主要有以下三點：顆粒大小有一個分布界面內的鍵長與顆粒內的鍵長有差別 界面中的鍵

28、長有一個很寬的分布54. 【超晶格】是指由交替生長兩種半導體材料薄層組成的一維周期性結構，其薄層厚度的周期小于電子的平均自由程。55. 【量子阱】是指由2種不同的半導體材料相間排列形成的、具有明顯量子限制效應的電子或空穴的勢阱。56. 【量子線】是在兩個維度上給電子體系施加量子限制，使電子僅能在一個維度上自由運動。57. 【量子點】則是在三個維度上施加量子限制，使電子體系具有類原子能級的能量狀態(tài)。58. 【納米材料的光吸收特性】光通過物質時，某些波長的光被物質吸收產生的光譜，叫做吸收光譜。用適當波長的光照射固體材料，可將固體材料中的電子從價帶激發(fā)到導帶，而在價帶中留下空穴。這種光激發(fā)的電子空穴

29、對可以以不同方式復合發(fā)射光子，在光譜上產生對應的發(fā)射峰，59. 【金屬納米顆粒的光吸收】大塊金屬具有不同顏色的光澤，表明它們對可見光范圍各種波長光的反射和吸收能力不同。60. 【半導體納米材料的吸收譜】由于量子尺寸效應導致能隙增大, 半導體納米材料的吸收光譜向高能方向移動, 即吸收藍移。同時,由于電子和空穴的運動受限, 他們之間的波函數重疊增大, 激子態(tài)振子強度增大, 導致激子吸收增強,因此很容易觀察到激子吸收峰, 導致吸收光譜結構化。61. 【納米微粒的發(fā)光機制】所謂的光致發(fā)光是指在一定波長光照射下被激發(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)過程中才發(fā)光的光發(fā)

30、射叫熒光，而在激發(fā)停止后還繼續(xù)發(fā)一定時間的光的光發(fā)射叫磷光。62. 【納米材料的光發(fā)射特性】納米結構材料中由于平移周期性被破壞，選擇定則對納米材料很可能不適用，在光激發(fā)下納米態(tài)所產生的發(fā)光帶是常規(guī)材料中受選擇定則限制而不可能出現的發(fā)光。（1、量子限域效應使納米材料激子發(fā)光很容易出現，激子發(fā)光帶的強度隨顆粒的減小而增加）。（2、在納米微粒的表面存在著許多懸掛鍵、吸附類等。從而形成許多表面缺陷態(tài)。微粒受光激發(fā)后，光生載流子以極快的速度受限于表面缺陷態(tài)，產生表面態(tài)發(fā)光。)(3、納米晶體材料中所存在的龐大的比表面、有序度很低的界面很可能為過渡族雜質偏聚提供了有利的位置，這就導致納米材料能隙中形成雜質能

31、級、產生雜質發(fā)光。)63. 【，半導體納米微粒受光激發(fā)后產生電子-空穴對，電子與空穴復合發(fā)光的途徑有三種情況】(1)電子和空穴直接復合，產生激子態(tài)發(fā)光。(2)通過表面缺陷態(tài)間接復合發(fā)光。(3)通過雜質能級復合發(fā)光上述三種情況相互競爭。64. 【拉曼散射】散射光譜中除了有已知的與入射光頻率相同的瑞利散射光外，還存在著強度極弱的與入射光頻率不同的(頻率增加或減小)分子特征譜線，這一發(fā)現后來被稱之為拉曼散射65. 【表面增強拉曼散射光譜】粗糙的貴金屬表面在外界電磁場激發(fā)的情況下會放大增強吸附在其表面的分子拉曼散射光譜信號的一種現象。66. 【表面增強拉曼散射具有以下特點：】a) 具有極高的靈敏度。與

32、普通拉曼散射信號相比，表而增強拉曼散射信號的強度最高可以放大到1014-1015倍。b) 與增強基底的種類有關。目前發(fā)現有表面增強效應的物種主要有金、銀、銅等幣族金屬，過渡金屬，半導體以及金屬-半導體混合結構等。c)與吸附金屬表面的粗糙度、尺寸、形狀等有關。d) 與探針分子有關。雖然許多分子都能被檢測到SERS信號，但不同的探針分子即使在完全相同的體系中其增強因子也不相同。e) 在電化學體系中，SERS譜峰的強度和頻率與所加電極電位密切相關，電位對于同一分子不同振動模式的影響可能不同。67. 【電磁場增強機理】(1)表面等離子激元共振(Surface plasmon resonanc, SPR

33、)：該增強機理為SERS增強的最主要來源。(2)避雷針效應(lightning rod effect)(3)鏡像場作用2. 化學增強機理(Chemical enhancement mechanism)電磁場理論在很大程度上可以很好的解釋SERS，并且結果與分子的種類無關。但是對于一些分子在某些情況下，68. 化學增強簡單的說指的是金屬和所吸附的分子之間發(fā)生了電荷轉移使分子的極化率發(fā)生變化，導致激發(fā)出的拉曼散射信號變強69. 【石墨烯最簡單的制備方法(DIY)】1. 選取一塊HOPG（Highly Oriented PyrolyticGraphite，高定向裂解石墨）或者普通的石墨薄片2. 用S

34、cotch tape（普通的透明膠）粘在樣品上然后撕開3. 對于石墨薄片，用另外一個透明膠帶多粘幾次，即可得到石墨烯4. 注意，HOPG得到的一般是單原子層，而石墨片容易獲得多原子層70. 【分離石墨法】a. 將石墨泡在硫酸里，硫酸分子將滲透到原子層之間b. 用TBA分子滲透到硫酸分子之間，將石墨烯片的間距分離更大，其范德華力將減弱c. 在DSPE-mPEG/DMF溶液中超聲振動一個小時，DSPE-mPEG將覆蓋整個石墨烯片右邊瓶子里為超聲后的溶液，里面含有大量均勻的石墨烯片d, e, f分別為AFM, TEM和電子衍射斑點71. 【聲子模式和拉曼光譜】單聲子模式散射單聲子模式散射分為谷間散射

35、（D模，K點附近的橫模）和谷內散射（D模，Gamma點附近的縱模），它需要有缺陷來確保電子的動量守恒雙聲子模式散射雙聲子模式散射分為雙諧振）和全諧振，它不需要有缺陷參與72. 【AFM & STM】區(qū)別：AFM和STM均為表征材料表面結構的方法。不同點在于，AFM的分辨率為納米級，STM的分辨率為原子級73. 【量子霍爾效應】我們常見的霍爾效應中，霍爾電壓與磁場的強度成正比。然而，二維電子氣(2DEG)在低溫強磁場時，其霍爾電導可表示為隨著填充因子v的不同，如果v是整數，則該霍爾電導被稱為整數霍爾效應，如果為分數則被稱為分數霍爾效應74. 【摻雜-分子電荷轉移法】電子施主分子，像TTF，能夠使

36、G模的頻率軟化（紅移） 電子受主分子，如 (TCNE)，能夠使G模硬化（藍移） 不僅G模的位置會發(fā)生變化，其峰高也會發(fā)生變化75. 【B或N取代摻雜法】B-摻雜的方法有兩種用石墨電極在H2和B2H6的氣氛中弧光放電對摻雜有3%的B原子的石墨采用弧光放電N摻雜主要是在H2和C5H5N的氣氛中，或者H2和NH3的氣氛中放電。 不管是B還是N摻雜，拉曼譜中的G帶總移向更高的頻率摻雜后的樣品峰高上D帶相對于G帶比較高，而2D帶相對于G帶比較低76. 【石墨烯的表面功能化和溶解性】石墨烯的表面功能化與碳納米管的表面功能化非常相似，因為它們都是sp2雜化的C原子結構。 77. 【碳納米管CNT的能帶結構】

37、CNT的直徑很小，可視為準一維分子線，它具有很強的量子效應同時，它又是由石墨烯彎曲而成，因此它除了具有類似于二維的石墨烯性質外，又會有很多自身的特殊結構【CNT的導電原理】a) CNT的導電能力隨著溫度的升高而下降。78. 【CNT的場發(fā)射】優(yōu)點包括：a)低溫低電場下可發(fā)射電子。普通的材料電場強度需要達到幾千伏每微米，或者要上千度的高溫，而CNT只需要幾伏每微米。b)普通材料由于尖端受到離子轟擊或者高電流密度的加熱，其尖端容易鈍化，導致發(fā)射效應消失。而CNT即使尖端被消耗掉，其剩余部分的性能跟初始尖端性能一致，還是可以繼續(xù)發(fā)射79. 【CNT的拉曼特性】CNT的拉曼譜包含兩個特征峰，G帶和D帶 G帶與CNT的尺寸有關，而與它的手性無關D帶與CNT的缺陷有關8