纳米材料导论幻灯片.ppt

文档介绍：纳米材料概论
林彬2009/10/20
There's Plenty of Room at the Bottom An Invitation to Enter a New Field of Physics by Richard P. Feynman
1959
什么是纳米技术
1959年费曼在美国物理学会年会上发表了一篇题为《在末端处有足够的空间》的讲演
人类一旦掌握了对原子逐一实行控制的技术后,能按自己的愿望人工合成物质的那一天也就为期不远了。
只要按化学家的要求把原子放在指定的位置,所需的物质就制造出来了。
纳米技术,包括两部分:
纳米工艺
用以隔离、定位及控制原子
显微技术
把原子一个接一个按各种稳定的模式组装起来,从一个小零件直到个整体结构。
1、纳米技术概念的提出
费曼不仅提出了问题,而且证明了它是为规律所允许的,他说:
据我所知,物理学并不排除逐个原子地对物质合成实行控制的可能性,这种想法并不违反任何规律,从原则上讲它是能够做到的。
扫描隧穿显微镜
通过探测物质表面的隧道电流来分辨其表面特征
样品表面
探针表面
电子云重叠,由于隧道效应逸出电子
U
1) 工作原理
——对表面间距异常敏感
探针与样品间加电压形成隧穿电流
扫描隧道显微镜的两种工作模式:
恒高度模式
恒电流模式
STM特点:
xy方向
z 方向
在原子尺度探测
具有原子级高分辨率
在大气压下或真空中均能工作;
无损探测, 可获取物质表面的三维图像;
可进行表面结构研究, 实现表面纳米(10-9m) 级加工。
扫描隧穿显微镜
硅表面硅原子的排列
砷化镓表面砷原子的排列
碘原子在铂晶体上的吸附
2) 应用实例
扫描隧穿显微镜
扫描隧穿显微镜
1990年,美国国际商用机器公司(IBM)阿尔马登研究中心科学家,经22小时的操作,把35个氙原子移动到位,组成IBM三个字母,加起来不到3nm。