半導體的納米是什麼意思
『壹』 什麼是納米什麼是納米技術
納米(長度單位)
納米(nm),又稱毫微米,是長度的度量單位,國際單位制符號為nm。1納米=10^-9米,長度單位如同厘米、分米和米一樣,是長度的度量單位。相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小。國際通用名稱為nanometer,簡寫nm。
基本含義
單個細菌用肉眼是根本看不到的,用顯微鏡測直徑大約是五微米。假設一根頭發的直徑是0.05毫米,把它軸向平均剖成5萬根,每根的厚度大約就是一納米。也就是說,一納米就是0.000001毫米.納米科學與技術,有時簡稱為納米技術,是研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米技術的發展帶動了與納米相關的很多新興學科。有納米醫學、納米化學、納米電子學、納米材料學、納米生物學等。全世界的科學家都知道納米技術對科技發展的重要性,所以世界各國都不惜重金發展納米技術,力圖搶占納米科技領域的戰略高地。我國於1991年召開納米科技發展戰略研討會,制定了發展戰略對策。十多年來,我國納米材料和納米結構研究取得了引人注目的成就。目前,我國在納米材料學領域取得的成就高過世界上任何一個國家,充分證明了我國在納米技術領域佔有舉足輕重的地位。納米效應就是指納米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導電。這是由於納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所佔比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。 對於固體粉末或纖維,當其有一維尺寸小於100nm,即達到納米尺寸,即可稱為所謂納米材料,對於理想球狀顆粒,當比表面積大於60㎡/g時,其直徑將小於100nm,達到納米尺寸。
現時很多材料的微觀尺度多以納米為單位,如大部份半導體製程標准皆是以納米表示。直至2017年2月,最新的中央處理器,也叫做(CPU,Central Processing Unit)的製程是14nm。
發展歷程
納米.
納米技術與微電子技術的主要區別是:納米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發納米技術的目的,就是要實現對整個微觀世界的有效控制。
納米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。1993年,國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。其中,納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎,而納米電子學是納米技術最重要的內容。
納米科技是90年代初迅速發展起來的新興科技,其最終目標是人類按照自己的意識直接操縱單個原子、分子,製造出具有特定功能的產品。納米科技以空前的解析度為我們揭示了一個可見的原子、分子世界。這表明,人類正越來越向微觀世界深入,人們認識、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。有資料顯示,2010年,納米技術將成為僅次於晶元製造的第二大產業。
三種概念
第一種
從迄今為止的研究狀況看,關於納米技術分為三種概念。第一種,是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念,可以使組合分子的機器實用化,從而可以任意組合所有種類的分子,可以製造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術未取得重大進展。
第二種
第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的「加工」來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術,也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即便發展下去,從理論上講終將會達到限度。這是因為,如果把電路的線幅變小,將使構成電路的絕緣膜的為得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題,研究人員正在研究新型的納米技術。
第三種
第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來,生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。
所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。
綜合
納米科技現在已經包括納米生物學、納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米化學等學科。從包括微電子等在內的微米科技到納米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也曾指出,納米左右和納米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點,會是一次技術革命,從而將引起21世紀又一次產業革命。
雖然距離應用階段還有較長的距離要走,但是由於納米科技所孕育的極為廣闊的應用前景,美國、日本、英國等發達國家都對納米科技給予高度重視,紛紛制定研究計劃,進行相關研究。
延伸概念
納米級就是顆粒在1納米到100納米之間的微粒。
『貳』 什麼是納米定義是什麼
納米
納米,是一種長度單位,符號為nm。1納米=1毫微米=10埃(既十億分之一米),約為10個原子的長度。假設一根頭發的直徑為0.05毫米,把它徑向平均剖成5萬根,每根的厚度即約為1納米。
納米技術的含義-1
. 所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。
. 納米技術與微電子技術的主要區別是:納米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現設備特定的功能,是利用電子的波動性來工作的;而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能,是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發納米技術的目的,就是要實現對整個微觀世界的有效控制。
. 納米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。1993年,國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。其中,納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎,而納米電子學是納米技術最重要的內容。
納米技術的含義-2
納米技術(納米科技nanotechnology)
納米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物質的技術。
從迄今為止的研究狀況看,關於納米技術分為三種概念。第一種,是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念,可以使組合分子的機器實用化,從而可以任意組合所有種類的分子,可以製造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術未取得重大進展。
第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的「加工」來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術,也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即便發展下去,從理論上講終將會達到限度。這是因為,如果把電路的線幅變小,將使構成電路的絕緣膜的為得極薄,這樣將破壞絕緣效果。此外,還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題,研究人員正在研究新型的納米技術。
第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來,生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。
所謂納米技術,是指在0.1~100納米的尺度里,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。
納米技術是一門交叉性很強的綜合學科,研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。
納米科技現在已經包括納米生物學、納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米化學等學科。從包括微電子等在內的微米科技到納米科技,人類正越來越向微觀世界深入,人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也曾指出,納米左右和納米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點,會是一次技術革命,從而將引起21世紀又一次產業革命。
雖然距離應用階段還有較長的距離要走,但是由於納米科技所孕育的極為廣闊的應用前景,美國、日本、英國等發達國家都對納米科技給予高度重視,紛紛制定研究計劃,進行相關研究
納米電子器件的特點
. 以納米技術製造的電子器件,其性能大大優於傳統的電子器件:
. 工作速度快,納米電子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使產品性能大幅度提高。功耗低,納米電子器件的功耗僅為硅器件的1/1000。信息存儲量大,在一張不足巴掌大的5英寸光碟上,至少可以存儲30個北京圖書館的全部藏書。體積小、重量輕,可使各類電子產品體積和重量大為減小。
納米材料「脾氣怪」
納米金屬顆粒易燃易爆 幾個納米的金屬銅顆粒或金屬鋁顆粒,一遇到空氣就會產生激烈的燃燒,發生爆炸。因此,納米金屬顆粒的粉體可用來做成烈性炸葯,做成火箭的固體燃料可產生更大的推力。用納米金屬顆粒粉體做催化劑,可以加快化學反應速率,大大提高化工合成的產出率。
納米金屬塊體耐壓耐拉 將金屬納米顆粒粉體製成塊狀金屬材料,強度比一般金屬高十幾倍,又可拉伸幾十倍。用來製造飛機、汽車、輪船,重量可減小到原來的十分之一。
納米陶瓷剛柔並濟 用納米陶瓷顆粒粉末製成的納米陶瓷具有塑性,為陶瓷業帶來了一場革命。將納米陶瓷應用到發動機上,汽車會跑得更快,飛機會飛得更高。
納米氧化物材料五顏六色 納米氧化物顆粒在光的照射下或在電場作用下能迅速改變顏色。用它做士兵防護激光槍的眼鏡再好不過了。將納米氧化物材料做成廣告板,在電、光的作用下,會變得更加絢麗多彩。
納米半導體材料法力無邊 納米半導體材料可以發出各種顏色的光,可以做成小型的激光光源,還可將吸收的太陽光中的光能變成電能。用它製成的太陽能汽車、太陽能住宅有巨大的環保價值。用納米半導體做成的各種感測器,可以靈敏地檢測溫度、濕度和大氣成分的變化,在監控汽車尾氣和保護大氣環境上將得到廣泛應用。
納米葯物治病救人 把葯物與磁性納米顆粒相結合,服用後,這些納米葯物顆粒可以自由地在血管和人體組織內運動。再在人體外部施加磁場加以導引,使葯物集中到患病的組織中,葯物治療的效果會大大提高。還可利用納米葯物顆粒定向阻斷毛細血管,「餓」死癌細胞。納米顆粒還可用於人體的細胞分離,也可以用來攜帶DNA治療基因缺陷症。目前已經用磁性納米顆粒成功地分離了動物的癌細胞和正常細胞,在治療人的骨髓疾病的臨床實驗上獲得成功,前途不可限量。
納米衛星將飛向天空 在納米尺寸的世界中按照人們的意願,自由地剪裁、構築材料,這一技術被稱為納米加工技術。納米加工技術可以使不同材質的材料集成在一起,它既具有晶元的功能,又可探測到電磁波(包括可見光、紅外線和紫外線等)信號,同時還能完成電腦的指令,這就是納米集成器件。將這種集成器件應用在衛星上,可以使衛星的重量、體積大大減小,發射更容易,成本也更便宜。
納米技術走入百姓生活
9月27日,中國科學院化學所的專家宣布研製成功新型納米材料———超雙疏性界面材料。這種材料具有超疏水性及超疏油性,製成紡織品,不用洗滌,不染油污;用於建築物表面,防霧、防霜,更免去了人工清洗。專家稱:紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設備等領域,將免不了一場因納米而引發的「材料革命」。
隨著科學家的一次次努力,「納米」這個幾年前對我們還十分生疏的字眼,眼下卻頻頻出現在我們的視線。
納米是一個長度單位,1納米等於十億分之一米,20納米相當於1根頭發絲的三千分之一。90年代起,各國科學家紛紛投入一場「納米戰」:在0.10至100納米尺度的空間內,研究電子、原子和分子運動規律和特性。
中國當然不甘人後,1993年,中國科學院北京真空物理實驗室操縱原子成功寫出「中國」二字,標志著我國開始在國際納米科技領域佔有一席之地,並居於國際科技前沿。
1998年,清華大學范守善小組在國際上首次把氮化鎵製成一維納米晶體。同年,我國科學家成功制備出金剛石納米粉,被國際刊物譽為:「稻草變黃金———從四氯化碳製成金剛石。」
1999年,北京大學教授薛增泉領導的研究組在世界上首次將單壁碳納米管組裝豎立在金屬表面,並組裝出世界上最細且性能良好的掃描隧道顯微鏡用探針。
中科院成會明博士領導的研究組合成出高質量的碳納米材料,被認定為迄今為止「儲氫納米碳管研究」領域最令人信服的結果。
中科院物理所研究員解思深領導的研究組研製出世界上最細的碳納米管———直徑0.5納米,已十分接近碳納米管的理論極限值0.4納米。這個研究小組,還成功地合成出世界上最長的碳納米管,創造了「3毫米的世界之最」。
在主題為「納米」的爭奪戰中,中國人頻頻露臉,尤其在碳納米管合成以及高密度信息存儲等領域,中國實力不容小覷。
科學界的努力,使「納米」不再是冷冰冰的科學詞語,它走出實驗室,滲透到中國百姓的衣、食、住、行中。
居室環境日益講究環保。傳統的塗料耐洗刷性差,時間不長,牆壁就會變得斑駁陸離。現在有了加入納米技術的新型油漆,不但耐洗刷性提高了十多倍,而且有機揮發物極低,無毒無害無異味,有效解決了建築物密封性增強所帶來的有害氣體不能盡快排出的問題。
人體長期受電磁波、紫外線照射,會導致各種發病率增多或影響正常生育。現在,加入納米技術的高效防輻射服裝———高科技電腦工作裝和孕婦裝問世了。科技人員將納米大小的抗輻射物質摻入到纖維中,製成了可阻隔95%以上紫外線或電磁波輻射的「納米服裝」,而且不揮發、不溶水,持久保持防輻射能力。
同樣,化纖布料製成的衣服因摩擦容易產生靜電,在生產時加入少量的金屬納米微粒,就可以擺脫煩人的靜電現象。
白色污染也遭遇到「納米」的有力挑戰。科學家將可降解的澱粉和不可降解的塑料通過特殊研製的設備粉碎至「納米級」後,進行物理結合。用這種新型原料,可生產出100%降解的農用地膜、一次性餐具、各種包裝袋等類似產品。農用地膜經4至5年的大田實驗表明:70到90天內,澱粉完全降解為水和二氧化碳,塑料則變成對土壤和空氣無害的細小顆粒,並在17個月內同樣完全降解為水和二氧化碳。專家評價說,這是徹底解決白色污染的實質性突破。
從電視廣播、書刊報章、互聯網路,我們一點點認識了「納米」,「納米」也悄悄改變著我們。
納米精確新聞
1959年 理論物理學家理查·費伊曼在加州理工學院發表演講,提出,組裝原子或分子是可能的。
1981年 科學家發明研究納米的重要工具———掃描隧道顯微鏡,原子、分子世界從此可見。
1990年 首屆國際納米科技會議在美國巴爾的摩舉辦,納米技術形式誕生。
1991年 碳納米管被人類發現,它的質量是相同體積鋼的六分之一,強度卻是鐵的10倍,成為納米技術研究的熱點。
1993年 繼1989年美國斯坦福大學搬走原子團「寫」下斯坦福大學英文名字、1999年美國國際商用機器公司在鎳表面用36個氙原子排出「IBM」之後,中國科學院北京真空物理實驗室操縱原子成功寫出「中國」二字。
1997年 美國科學家首次成功地用單電子移動單電子,這種技術可用於研製速度和存儲容量比現在提高成千上萬倍的量子計算機。同年,美國紐約大學科學發現,DNA可用於建造納米層次上的機械裝置。
1999年 巴西和美國科學家在進行碳納米管實驗時發明了世界上最小的「秤」,它能夠稱量十億分之一克的物體,即相當於一個病毒的重量;此後不久,德國科學家研製出能稱量單個原子重量的「秤」,打破了美國和巴西科學家聯合創造的紀錄。同年,美國科學家在單個分子上實現有機開關,證實在分子水平上可以發展電子和計算裝置。
納米花邊新聞
傾聽細菌游弋
美國加利福尼亞州Pasadena市的噴氣飛機推進器實驗室目前正在研製一種被稱為「納米麥克風」的微型擴音器,據《商業周刊》報道,這種微型感測器可以使科學家傾聽到正在游弋的單個細菌的聲音,以及細胞體液流動的聲音。這種人造納米麥克風由細微的碳管製成,正是因為構成物體積細小和靈敏度極高,這種麥克風才能夠在受到非常小的壓力作用下作出反應,使得對其進行監測的研究人員獲得相關的聲音信息。
利用這種新產品,科學家將可以對其他星球上是否存在生命進行探測,可以探測到生物體內單個細胞的生長發育。這一儀器研製項目已獲得美國航空航天局(NASA)的批准,而且NASA還向上述實驗室提供了必要的技術支持。
「納米水」防強暴
據《人民日報》報道,最近,廣州一家公司宣稱生產出一種用麥飯石和納米特殊材料製作而成的「納米珠」,只要把它放在水裡,多臟的水也能喝。長期飲用「納米水」,可抗疲勞,耐缺氧,甚至「增強女士防匪徒強暴的能力」。據了解,每盒納米珠要300元,買齊整套設備(一台飲水機、一桶水和十盒納米珠)則需3800元。76歲的何姓老人在推銷員的百般說服下,不但相信納米水的神奇療效,還看中了納米水的銷售方式。老人背著家裡人一共拿出22萬元,買下75套納米水機套裝產品,然後等著每月2萬元錢的分紅。
廣州市工商局東山分局經濟檢察中隊在4月3日查處了該公司,其准備創造科技神話的納米水根本沒有科技鑒定說明,該公司的納米水套裝產品既無生產許可證,也沒有產品合格證。
『叄』 CPU多少納米指的是什麼
指製造抄CPU或GPU的製程,或指晶體管門電路的尺寸,單位為納米(nm)。
1微米=1000納米,1納米(nm)為10億分之1米。
處理器生產工藝從早期的0.8微米,0.6微米,0.35微米,0.25微米,0.18微米,0.13微米,90納米(0.09微米),到今天的65納米、45納米以及將來的32納米等等。
(3)半導體的納米是什麼意思擴展閱讀:
英特爾45納米高K技術能將晶體管間的切換功耗降低近30%,將晶體管切換速度提高20%,而減少柵極漏電10倍以上,源極向漏極漏電5倍以上。這就為晶元帶來更低的功耗和更持久的電池使用時間,並擁有更多的晶體管數目以及更小尺寸。
2007年,英特爾發布第一款基於45納米的四核英特爾至強處理器以及英特爾酷睿2至尊四核處理器,帶領世界跨入45納米全新時代。
『肆』 納米是什麼意思
納米是nanometer譯名即為毫微米,是長度的度量單位,國際單位制符號為nm。長度單位如同厘米內、分米和容米一樣,是長度的度量單位。相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小。單個細菌微生物用肉眼是根本看不到的(下圖為顯微鏡下的細胞),用顯微鏡測直徑大約是五微米,也就是五千納米。
現時很多材料的微觀尺度多以納米為單位,如大部份半導體製程標准皆是以納米表示。直至2017年2月,最新的中央處理器,也叫做(CPU,Central Processing Unit)的製程是14nm。
(4)半導體的納米是什麼意思擴展閱讀:
長度的換算:
1納米=10^-9米。
1千米(公里)= 1,000米(公尺)= 100,000厘米(公分) = 1,000,000毫米(公釐);
1皮米=10-12米=0.001 納米(nm) =0.000 001 微米(μm)。
長度的國際單位是「米」(符號「m」),常用單位有毫米(mm)、厘米(cm)、分米(dm)、千米(km)、米(m)、微米(μm)、納米(nm)等等。長度單位在各個領域都有重要的作用。
『伍』 納米是什麼意思
納米(nm),是nanometre的譯名,即為毫微米,是長度的度量單位,國際單位制符號為nm。1納米=10的負9次方米,長度單位如同厘米、分米和米一樣,是長度的度量單位。1納米相當於4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小的多。國際通用名稱為nanometer,簡寫nm。
單個細菌用肉眼是根本看不到的,用顯微鏡測直徑大約是五微米。假設一根頭發的直徑是0.05毫米,把它軸向平均剖成5萬根,每根的厚度大約就是1納米。也就是說,1納米就是0.000001毫米。
(5)半導體的納米是什麼意思擴展閱讀
納米技術包含下列四個主要方面:
1、納米材料:當物質到納米尺度以後,大約是在0.1—100納米這個范圍空間,物質的性能就會發生突變,出現特殊性能。
2、納米動力學:主要是微機械和微電機,或總稱為微型電動機械繫統(MEMS),用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統,特種電子設備、醫療和診斷儀器等.用的是一種類似於集成電器設計和製造的新工藝。
3、納米生物學和納米葯物學:如在雲母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗,磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜,dna的精細結構等。
4、納米電子學:包括基於量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電性質、納米電子材料的表徵,以及原子操縱和原子組裝等。
『陸』 半導體技術的納米技術
納米技術有很多種,基本上可以分成兩類,一類是由下而上的方式或稱為自組裝的方回式,另一類是由上而答下所謂的微縮方式。前者以各種材料、化工等技術為主,後者則以半導體技術為主。
以前我們都稱 IC 技術是「微電子」技術,那是因為晶體管的大小是在微米(10-6米)等級。但是半導體技術發展得非常快,每隔兩年就會進步一個世代,尺寸會縮小成原來的一半,這就是有名的摩爾定律(Moore』s Law)。
大約在 15 年前,半導體開始進入次微米,即小於微米的時代,爾後更有深次微米,比微米小很多的時代。到了 2001 年,晶體管尺寸甚至已經小於 0.1 微米,也就是小於 100 納米。因此是納米電子時代,未來的 IC 大部分會由納米技術做成。但是為了達到納米的要求,半導體製程的改變須從基本步驟做起。每進步一個世代,製程步驟的要求都會變得更嚴格、更復雜。
『柒』 納米是什麼有什麼用途
納米技術是一門高新技術,它對21世紀材料科學和微行器件技術的發展具有重要影響。為了解納米技術的發展狀況,記者走訪了英國牛津大學材料系納米材料專家保爾·華倫博士。
華倫說,納米技術是當前全球都在談論的熱門話題。所謂納米技術,是指用數千個分子或原子製造新型材料或微型器件的科學技術。納米技術涉及的范圍很廣,納米材料只是其中的一部分,但它卻是納米技術發展的基礎。牛津大學材料系目前研究的納米技術項目有40多個,其中主要的有超細薄膜、碳納米管、納米陶瓷、金屬納米晶體和量子點線等。
超細薄膜的厚度通常只有1納米-5納米,甚至會做成1個分子或1個原子的厚度。超細薄膜可以是有機物也可以是無機物,具有廣泛的用途。如沉澱在半導體上的納米單層,可用來製造太陽能電池,對開發新型清潔能源有重要意義;將幾層薄膜沉澱在不同材料上,可形成具有特殊磁特性的多層薄膜,是製造高密度磁碟的基本材料。碳納米管是由碳60分子經加工形成的一種直徑只有幾納米的微型管,是納米材料研究的重點之一。與其它材料相比,碳納米管具有特殊的機械、電子和化學性能,可製成具有導體、半導體或絕緣體特性的高強度纖維,在感測器、鋰離子電池、場發射顯示、增強復合材料等領域有廣泛應用前景,因而受到工業界的普遍重視。目前,碳納米管雖仍處於研究階段,但許多研究成果已顯示出良好的應用前景。陶瓷材料在通常情況下具有堅硬、易碎的特點,但由納米超微顆粒壓製成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性,有的可大幅度彎曲而不斷裂,表現出金屬般的柔韌性和可加工性。
納米技術在現代科技和工業領域有著廣泛的應用前景。比如,在信息技術領域,據估計,再有10年左右的時間,現在普遍使用的數據處理和存儲技術將達到最終極限。為獲得更強大的信息處理能力,人們正在開發DNA計算機和量子計算機,而製造這兩種計算機都需要有控制單個分子和原子的技術能力。
感測器是納米技術應用的一個重要領域。隨著納米技術的進步,造價更低、功能更強的微型感測器將廣泛應用在社會生活的各個方面。比如,將微型感測器裝在包裝箱內,可通過全球定位系統,可對貴重物品的運輸過程實施跟蹤監督;將微型感測器裝在汽車輪胎中,可製造出智能輪胎,這種輪胎會告訴司機輪胎何時需要更換或充氣;還有些可承受惡劣環境的微型感測器可放在發動機汽缸內,對發動機的工作性能進行監視。在食品工業領域,這種微型感測器可用來監測食物是否變質,比如把它安裝在酒瓶蓋上就可判斷酒的狀況等。
在醫葯技術領域,納米技術也有著廣泛的應用前景。如用納米技術製造的微型機器人,可讓它安全地進入人體內對健康狀況進行檢測,必要時還可用它直接進行治療;用納米技術製造的"晶元實驗室"可對血液和病毒進行檢測,幾分鍾即可獲得檢測結果;科學家還可以用納米材料開發出一種新型葯物輸送系統,這種輸送系統是由一種內含葯物的納米球組成的,這種納米球外面有一種保護性塗層,可在血液中循環而不會受到人體免疫系統的攻擊,如果使其具備識別癌細胞的能力,它就可直接將葯物送到癌變部位,而不會對健康組織造成損害。
除此之外,納米技術在工業製造、國防建設、環境監測、光學器件和平面顯示系統等領域也有廣泛的用途,對21世紀的科技發展具有重要作用。
為了對納米技術有一個較全面的印象,華倫博士帶記者參觀了納米材料實驗室。由於納米材料的結構很小,在自然光下肉眼無法看到,所以需要藉助顯微鏡來觀察和操作。走進實驗室,首先看到的是一台被稱作"納米刀"的儀器。參觀時,研究人員正在用它在一個電子器件材料表面上切削亞微米方型小孔,以便對該器件的材料構成進行分析。在另一個室驗室擺放著多台透射電子顯微鏡,一位研究人員正在用它研究磁性薄膜的內部結構。接下來參觀的是一台原子探針場離子顯微鏡,利用這台儀器,可通過移動一個個原子並形成三維圖像,對材料結構進行分析。在另一個實驗室,研究人員正在用一台掃描探針顯微鏡在一個平面上觀察和操作單個原子,並直接測量原子間的作用力。特別值得一提的是,牛津大學不僅科研基礎雄厚,在儀器製造上也有很強的實力。這里的許多儀器,都是他們自己研製的,有些處於世界領先水平。
近年來,為實現納米技術的產業化,牛津大學在加強基礎研究的同時,還十分重視科研成果的轉化工作。今年6月,他們新建了一個以材料科學為主的科學園。在科學園內,科研人員與企業界密切合作,一方面對大學的科研成果進行開發,另一方面根據企業和市場需要研發新的項目。目前,這里的研究涉及生物醫學、包裝、電信、發電、航空航天、汽車、計算機等許多領域,其中有些項目很有發展潛力。如材料系成立的一家公司,現在正從事納粒子發光劑的商品化研究,這種納粒子發光劑主要用於平面顯示系統,他比傳統發光劑性能先進,有很好的應用前景。
據研究到2010年,納米技術將成為僅次於晶元製造的世界第二大產業,擁有數百億英鎊的市場份額。為此,今年7月,英國貿工部在新發表的科技與創新白皮書中,已將納米技術列為21世紀科技發展的重點,加速該領域的發展。正如科學家預測:納米技術這一新興的高科技領域,將成為21世紀一顆新的科技明星.
『捌』 納米材料是什麼意思啊
納米材料是指在三維空間中至少有一維處於納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構成的材料,這大約相當於10~100個原子緊密排列在一起的尺度。
從尺寸大小來說,通常產生物理化學性質顯著變化的細小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000納米,1納米=10埃),即100納米以下。因此,顆粒尺寸在1~100納米的微粒稱為超微粒材料,也是一種納米材料。
納米金屬材料是20世紀80年代中期研製成功的,後來相繼問世的有納米半導體薄膜、納米陶瓷、納米瓷性材料和納米生物醫學材料等。
納米級結構材料簡稱為納米材料(nanometer material),是指其結構單元的尺寸介於1納米~100納米范圍之間。由於它的尺寸已經接近電子的相干長度,它的性質因為強相干所帶來的自組織使得性質發生很大變化。並且,其尺度已接近光的波長,加上其具有大表面的特殊效應,因此其所表現的特性,例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等,往往不同於該物質在整體狀態時所表現的性質。
納米顆粒材料又稱為超微顆粒材料,由納米粒子(nano particle)組成。納米粒子也叫超微顆粒,一般是指尺寸在1~100nm間的粒子,是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域,從通常的關於微觀和宏觀的觀點看,這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統,是一種典型的介觀系統,它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒(納米級)後,它將顯示出許多奇異的特性,即它的 光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。
納米技術的廣義范圍可包括納米材料技術及納米加工技術、納米測量技術、納米應用技術等方面。其中納米材料技術著重於納米功能性材料的生產(超微粉、鍍膜、納米改性材料等),性能檢測技術(化學組成、微結構、表面形態、物、化、電、磁、熱及光學等性能)。納米加工技術包含精密加工技術(能量束加工等)及掃描探針技術。
納米材料具有一定的獨特性,當物質尺度小到一定程度時,則必須改用量子力學取代傳統力學的觀點來描述它的行為,當粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時,其粒徑雖改變為1000倍,但換算成體積時則將有10的9次方倍之巨,所以二者行為上將產生明顯的差異。
納米粒子異於大塊物質的理由是在其表面積相對增大,也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結構,此結構代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結,同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。
就熔點來說,納米粉末中由於每一粒子組成原子少,表面原子處於不安定狀態,使其表面晶格震動的振幅較大,所以具有較高的表面能量,造成超微粒子特有的熱性質,也就是造成熔點下降,同時納米粉末將比傳統粉末容易在較低溫度燒結,而成為良好的燒結促進材料。
一般常見的磁性物質均屬多磁區之集合體,當粒子尺寸小至無法區分出其磁區時,即形成單磁區之磁性物質。因此磁性材料製作成超微粒子或薄膜時,將成為優異的磁性材料。
納米粒子的粒徑(10納米~100納米)小於光波的長,因此將與入射光產生復雜的交互作用。金屬在適當的蒸發沉積條件下,可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子,稱為金屬黑,這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色,可應用於紅外線感測器材料。
納米技術在世界各國尚處於萌芽階段,美、日、德等少數國家,雖然已經初具基礎,但是尚在研究之中,新理論和技術的出現仍然方興未艾。我國已努力趕上先進國家水平,研究隊伍也在日漸壯大。
『玖』 半導體工藝技術中的納米是指什麼的單位
納米工藝是講兩晶體間的距離.距離越小就代半導體越小。這樣就越容易發熱
納米器件:給信息技術帶來革命
納米科技的另一主要研究領域是設計、制備新型納米結構和納米器件。就像30年前,微電子器件取代真空電子管器件給信息技術帶來革命一樣,納米結構將再次給信息技術帶來革命。
把自由運動的電子囚禁在一個小的納米顆粒內,或者在一根非常細的短金屬線內,線的寬度只有幾個納米,會發生十分奇妙的事情。由於顆粒內的電子運動受到限制,原來可以在費米動量以下連續具有任意動量的電子狀態,變成只能具有某動量值,也就是電子動量或能量被量子化了。自由電子能量量子化的最直接的結果表現在:當在金屬顆粒的兩端加上合適電壓,金屬顆粒導電;而電壓不合適時,金屬顆粒不導電。這樣一來,原來在宏觀世界內奉為經典的歐姆定律在納米世界內就不再成立了。還有一種奇怪的現象,當金屬顆粒具有了負電性,它的庫侖力足以排斥下一個電子從外電路進入金屬顆粒內,從而切斷了電流的連續性。這使得人們想到是否可以發展用一個電子來控制的電子器件,即所謂單電子器件。單電子器件的尺寸很小,把它們集成起來做成電腦晶元,電腦的容量和計算速度不知要提高多少倍。然而,事情可不是人們想像的那麼簡單。實際上,被囚禁的電子可不那麼"老實",按照量子力學的規律,有時它可以穿過"監獄"的"牆壁"逃逸出來,這會使晶元的動作不可控制,同時還需要新的設計使單電子器件變成集成電路。所以盡管電子器件已經在實驗室里得以實現,但是真要用在工業上還需要時間。
被囚禁在小尺寸內的電子的另一種貢獻,是會使材料發出強的光。"量子點列激光器"或"級聯激光器"的尺寸極小,但發光的強度很高,用很低的電壓就可以驅動它們發生藍光或綠光,用來讀寫光碟可使光碟的存貯密度提高幾倍。如果用"囚禁"原子的小顆粒量子點來存貯數據,製成量子磁碟,存貯度可提高成千上萬倍,會給信息存貯的技術帶來一場革命。
納米是尺寸或大小的度量單位,是一米的十億分之一(千米→米→厘米→毫米→微米→納米), 4倍原子大小,萬分之一頭發粗細。納米技術是是指製造體積不超過數百個納米的物體,其寬度相當於幾十個原子聚集在一起。
『拾』 「納米」是指什麼而言的
納米是長度單位,它的符號是nm,與米的換算關系是:1m=10^9nm 納米技術,是回指在0.1~100納米的尺答度里,研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。
科學家們在研究物質構成的過程中,發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子,顯著地表現出許多新的特性,而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術,就稱為納米技術。