科技与纳米材料技术应用

纳米科技纳米科技与纳米材王辽LiaoyuWang，NUAA世界是什世界是什与我们怎么LiaoyuWang，NUAA纳纳米米技材术料LiaoyuWang，NUAA•纳米颗粒•纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料由纳米颗粒(nanoparticle)组成，尺寸在1～亦非典型的微观系统：原子，分子，电••LiaoyuWang，NUAA••0世纪••0世纪0年代，日本的为了军事需要而开展的“试验”，但受到当时试验水平和条件限制，虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微铅粉，但光吸收性能很••1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会•••第一阶段【制备】••第一阶段【制备】：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米•第二阶段【性质】：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和•LiaoyuWang，NUAA纳米材纳米材料的应用领LiaoyuWang，NUAA在电子在电子技术中的应微电子领域中的应自旋电子磁电耦合与互光电耦合与互LiaoyuWang，NUAA电电电电电电LiaoyuWang，NUAA二极管/三极二极管/三极1947年，Bell实验室WilliamShockley，JohnBardeen，LiaoyuWang，NUAA晶体管计算机和晶体管计算机和集成电LiaoyuWang，NUAA稳定性好（热稳定性以及散热稳定性好（热稳定性以及散热微加工工微加工工LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA极限量子极限：2-3nm，about10量子效应：电子隧穿，磁记录单元失功耗极限：单电子传输能量极密度极限：散成本极LiaoyuWang，NUAA路在何方路在何方LiaoyuWang，NUAA新技术思•针对应用设计新技术思•针对应用设计芯（功能优化•新计算模（模式革命•多元耦合新型材（材料革新LiaoyuWang，NUAA通用计算通用计算LiaoyuWang，NUAA专用计算专用计算••LiaoyuWang，NUAA专用芯片设专用芯片设针对应用的专用芯基于特殊算法的芯LiaoyuWang，NUAA新计算模•新计算模•量子计LiaoyuWang，NUAA拟神经元和神经拟神经元和神经网络LiaoyuWang，NUAA多元耦多元耦合新型材LiaoyuWang，NUAA材料性质调控与自由•材料性质调控与自由••••LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA磁电阻（MR）与庞磁电磁电阻（MR）与庞磁电阻磁电阻[R(H)-LiaoyuWang，NUAA巨磁电阻巨磁电阻LiaoyuWang，NUAA隧穿磁电阻隧穿磁电阻LiaoyuWang，NUAAspinspinLiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAAspintransferspintransferLiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA信息存–»磁带磁粉信息存–»磁带磁粉/光盘存储/闪存/硬盘磁–阻变多态/磁电多–LiaoyuWang，NUAA已应用的存储技r-Fe已应用的存储技r-Fe2O3••双层双三维存LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA电阻阻变存电阻阻变存LiaoyuWang，NUAA多态存储（多态存储（阻变多态LiaoyuWang，NUAA石墨石墨LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWangLiaoyuWang，NUAA石墨烯中的自旋石墨烯中的自旋SpinLiaoyuWang，NUAA石墨烯气体探石墨烯气体探LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA应力/弯曲效应力/弯曲效LiaoyuWang，NUAA发光二极发光二极工作电压很低（有的仅一点几伏工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA光电转换与光电集光电转换与光电集纳米技术/LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA材料发材料发LiaoyuWang，NUAA发光分1245发光分124536LiaoyuWang，NUAA能带发能带发LiaoyuWang，NUAA稀土发光稀土发光：发光中LiaoyuWang，NUAA常见发光材料及器常见发光材料及器半导体发光材料：II-VI族发光材料ZnS、CdS、ZnSe；III-V族发光材料：GaP、GaAs1-xPx、GaAlAs、GaN、GaInP、InP。主要器件：LED，发光元件，显示器稀土发光（荧光）材料：以碱土金属的硫化物（ZnS、CaS）、铝酸盐（SrAl2O4,CaAl2O4,BaAl2O4）等作为发光基质，以稀土镧系元素[铕(Eu)(Sm)、铒(Er)、钕(Nd)等]作为激活剂和助激活剂无机发光材料的传统制备方法是高温固相法，但随着新技术的快速更新，发光材料性能指标的提高需要克服经典合成方法所固有的缺陷，一些新的方法应运有机发光材料可分为：(1)有机小分子发光材料；(2有机高分子发光材料；(3有自发光体：这种材料经常被当作光致发光物体。自发光物体在黑暗中可发光，LiaoyuWang，NUAAHot-ElectronHot-ElectronLiaoyuWang，NUAALocaldefect-inducedred-shiftLocaldefect-inducedred-shiftcathodoluminescenceinindividualZnSLiaoyuWang，NUAANanowireWhiteNanowireWhiteLightLiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAANano-LEDNano-LEDLiaoyuWang，NUAAIndividualGaNIndividualGaNLiaoyuWang，NUAA久保(Kubo)理论进行了较全面的归纳，并用于宏观物体包含无限个原子(即导电电子数N，能级间距δ0，一定的值，能级间距发生分裂。对TechnologyandApplication，LiaoyuWang，NUAA激光及激光激光及激光LiaoyuWang，NUAA1917年1917年：爱因斯坦提出“受激发射”理论，一个光子使得受激原子发出一个相同的光子1962年：发明半导体二极管激光器，这是今天小型商用激光器的支1974年：第一个超市条形码扫描器出现1975年：IBM投放第一台商用激光打印机1978年：飞利浦制造出第一台激光盘（LD）播放机，不过价格很高1988年：北美和欧洲间架设了第一根光纤，用光脉冲来传输数据1990年：激光用于制造业，包括集成电路和汽车1991年：第一次用激光治疗近视，海湾战争中第一次用激光制导导1996年：东芝推出数字多用途光盘（DVD）播放器2008年：法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤2011年3月，研究人员研制的一种牵引波激光器能够移动物体，未来有望能移动太空2013年1月，科学家已经成功研制出可用于医学检测的牵引光束LiaoyuWang，NUAA激光器及激光材•激光器及激光材•••气体激光器的工作介质可以是纯气体，也可以是混合气体；以-•LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA2015年1月272015年1月27日，《新科学家》LiaoyuWang，NUAA纳米激光纳米激光LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA光子晶光子晶的目的LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA燃料电风太阳能电Li超燃料电风太阳能电Li超级电纳米发电LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA[图片[图片LiaoyuWang，NUAA化学电化学电•LiaoyuWang，NUAA原电原电1836年，丹1836年，丹尼尔发明了世界上第一个尼尔电池（铜锌电池），并用于早期铁路信号LiaoyuWang，NUAA1842年，德1842年，德国物LiaoyuWang，NUAA铅酸电•铅酸电••••••法国人普兰特于1859年发明铅酸蓄电粗略将电池分为四大类1、启动用铅酸蓄电池2、动力用铅酸蓄电池3、固定型阀控密封式铅酸蓄电池LiaoyuWang，NUAALiaoyuWang，NUAA干电干电LiaoyuWang，NUAA酸性锌锰干酸性锌锰干电•酸性锌锰干电池是以锌筒作为负极，并LiaoyuWang，NUAA碱性锌锰电碱性锌锰电•碱性锌锰电池简称碱锰电池，它是在LiaoyuWang，NUAA锂离子电LiFePO锂离子电LiFePO4⇔Li1-xFePO4+xLi++xe-xLi++xe-LiaoyuWang，NUAALiLi5V高电5V高电压锂离子电LiaoyuWang，NUAA按储能机制划按储能机制划赝电容超级电容LiaoyuWang，NUAASupercapacitorsbridgebetweenSupercapacitorsbridgebetweenbatteriesandconventionalEnergy–thecapacitytodoPower–howfasttheenergyisLiaoyuWang，NUAA太阳能电第一代太阳电池：晶体硅第二太阳能电第一代太阳电池：晶体硅第二代太