纳米科技发展及远景ppt课件

1、生物医学纳米技术张宇生物科学与医学工程学院.第二讲：纳米科技开展及远景.Richard P. Feynman人工度.Richard P. FeynmanDec.1959, ASP)： 我以为，物理学的原理并不排斥用一个一个地安排原子来制造东西。这样作并不违反任何定理，因此在原那么上是可以实现的。它在实际中迄今未实现是由于我们太大了。 假设我们能按照本人的愿望一个一个地安排原子，将会出现什么 这些物质将有什么性质？这是非常有趣的实际问题。虽然我不能准确回答它，但我决不疑心当我们能在如此小的尺度上进展支配时，将得到具有大量独特性质的来源。.Heinrich Rohrer

2、 (1933- ) Gerd Karl Binnig ( 1947- ).Xenon on Nickel (110)Iron on Copper (111) Nano Letter 支配化学反响.纳米科技大事记年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德费曼预言，人类可以用小的机器制造更小的机器，最后将变成根据人类志愿，逐个地陈列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代，科学家开场从不同角度提出有关纳米科技的想象，年，科学家唐尼古奇最早运用纳米技术一词描画精细机械加工。 年，科学家发明研讨纳米的重要工具扫描隧道显微镜，为我们提示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技开展产生了积极促进作用

3、。年月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举行，标志着纳米科学技术的正式诞生。 年，碳纳米管被人类发现，它的质量是一样体积钢的六分之一，强度却是钢的倍，成为纳米技术研讨的热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授以为，纳米碳管将是未来最正确纤维的首选资料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。 . 年，继年美国斯坦福大学搬走原子团“写下斯坦福大学英文名字、年美国国际商用机器公司在镍外表用个氙原子排出“之后，中国科学院北京真空物理实验室自若地支配原子胜利写出“中国二字，标志着我国开场在国际纳米科技领域占有一席之地。 年，美国科学家初次胜利地用单电子挪动单电子，利用这种技术可望在年后研

4、制胜利速度和存贮容量比如今提高成千上万倍的量子计算机。 年，巴西和美国科学家在进展纳米碳管实验时发明了世界上最小的“秤，它可以称量十亿分之一克的物体，即相当于一个病毒的分量；以后不久，德国科学家研制出能称量单个原子分量的秤，突破了美国和巴西科学家结合发明的纪录。 到年，纳米技术逐渐走向市场，全年纳米产品的营业额到达亿美圆。 近年来，一些国家纷纷制定相关战略或者方案，投入巨资抢占纳米技术战略高地。日本设立纳米资料研讨中心，把纳米技术列入新年科技根本方案的研发重点；德国专门建立纳米技术研讨网；美国将纳米方案视为下一次工业革命的中心，美国政府部门将纳米科技根底研讨方面的投资从年的亿美圆添加到年的亿美

5、圆。.物质尺度用特殊尺度空间的物质来改动人们的认识！.不同尺寸和外形的金纳米粒子具有不同的熔点500.不同尺寸和外形的银纳米粒子具有不同的光学性质4nm 纳米棒4nm*40nm.金纳米粒子的光学性质随粒子的间距而变化17.5-0nm.不同尺寸的钴纳米粒子具有不同的磁学性质.(A) Emission maxima and sizes of quantum dots of different composition. Quantum dots can be synthesized from various types of semiconductor materials (II-VI: CdS,

6、CdSe, CdTeI; III-V: InP, InAsI; IV-VI: PbSeI) characterized by different bulk band gap energies. The curves represent experimental data from the literature on the dependence of peak emission wavelength on qdot diameter. The range of emission wavelength is 400 to 0 nm, with size varying from 2 to 9.5

7、 nm (organic passivation/solubilization layer not included). All spectra are typically around 30 to 50 nm (full width at half maximum). Inset: Representative emission spectra for some materials. Data are from (12, 18, 27, 7682). Data for CdHgTe/ZnS have been extrapolated to the maximum emission wave

8、length obtained in our group. (B) Absorption (upper curves) and emission (lower curves) spectra of four CdSe/ZnS qdot samples. The blue vertical line indicates the 488-nm line of an argon-ion laser, which can be used to efficiently excite all four types of qdots simultaneously. Adapted from (28) (C)

9、 Size comparison of qdots and comparable objects. FITC, fluorescein isothiocyanate; GFP, green fluorescent protein; qdot, green (4 nm, top) and red (6.5 nm, bottom) CdSe/ZnS qdot; qrod, rod-shaped qdot (size from Quantum Dot Corp.s Web site). Three proteinsstreptavidin (SAV), maltose binding protein

10、 (MBP), and immunoglobulin G (IgG)have been used for further functionalization of qdots (see text) and add to the final size of the qdot, in conjunction with the solubilization chemistrySCIENCE 2005 307 538.量 子 点小于10nmCdSe纳米晶TEM照片.纳米科技在纳米尺度内1-100nm)控制物质,发明特定功能的资料、器件和系统在纳米尺度内1-100nm)，探测物质的构造与性能在纳米尺度内

11、1-100nm)，认识物质的物理、化学和生物学性量变化的规律，加以利用纳米物理学纳米化学纳米资料学纳米加工学纳米丈量学纳米机械学纳米电子学纳米生物学纳米医学 。Nano-X.IT(Information Tech.) 和BT(Bio Tech.)继续开展的根底Nano Tech.)： 支持硅芯片继续开展10nm )与能够的替代技术 ：纳芯片 支持BT的根底之一：纳米尺度内支配基因社会和经济可继续开展的要求：省资料、能源和空间 PC 数量以100%速度增长，2021年时PC年耗电 3600 billion KWh=美国2000年全年发电量 2020年中国将有3.5亿台PC.大的市场和高利润驱动为

12、什么要开展纳米科技？(1).创建的新资料、新器件发现独特的性质、景象和过程-对自然的深 入了解多学科的交叉领域 Living/non-living; Relevance areas-more chances为什么要开展纳米科技？(2).纳器件：纳电子、纳光电子、纳传感器、纳存储及纳显示器件纳电子器件与微电子的关系：承继、相容、互补、互动Si-基 MOSFET 器件有超越 4050 years 的开展时期，它将不断地开展技术、优化性能、降低本钱，是不可被替代的。2. 开展纳电子或纳光电子器件必需思索新的任务原理，实现高性能、低本钱的目的。.Moores Law Continues40048080

13、80868008Pentium Processor486 DX Processor386 Processor286Pentium II ProcessorPentium III ProcessorItanium ProcessorGoal: Over 1 billion transistors by 2005Pentium 4 Processor Itanium 2 Processor.Stanford/IBMITRS.CMOS器件的挑战性问题Si-MOSFET极限Gate Length 300 nmUVMultifunctionality, versatility, selectivity and efficiency检测微量高分子在紫外光下可降解污染物.纳米技术运用于检测和防止物理、化