• 介观领域：
• 在宏观领域和微观领域之间，存在着一块近年 来才引起人们极大兴趣和有待开拓的“处女 地”。三维尺寸都很细小，出现了许多奇异的 崭新的物理性能。
• 1959 年，著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费曼曾 预言：“毫无疑问，当我们得以对纳微尺度的事物加 以操纵的话，将大大的扩充我们可能获得物性的范 围”。
• 这个领域包括了从微米、亚微米，纳米到团簇 尺寸(从几个到几百个原子以上尺寸)的范围。
• 介观领域中产生以相干量子输运现象为主的介 观物理，成为当今凝聚态物理学的热点。（导 体与绝缘体的转变，磁性变化、纳米碳管导电 性等）。
• 从广义上来说，凡是出现量子相干现象的体系 统称为介观体系，包括团簇、纳米体系和亚微 米体系。 • 纳米体系和团簇就从这种介观范围独立出来， 形成一个单独的领域（狭义的介观领域）。
纳米材料技术简介
• 一 纳米科学技术概述 • 二 纳米科学的历史及现状 • 三 纳米科学的基本理论 • 四 纳米材料的制备方法 • 五 纳米材料的检测分析技术 • 六 未来纳米科技展望
一 纳米科学技术概述 Nanoscale science & technology
• 人类对客观世界的认识分为两个层次： • 一是宏观领域，二是微观领域。 • 宏观领域是指以人的肉眼可见的物体为最小物体 开始为下限，上至无限大的宇宙天体； • 微观领域是以分子原子为最大起点，下限是无限 的领域。 • 基本粒子：电子、质子、中子等；亚粒子：夸克。
• 1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术 划分为6个分支学科 • （1）纳米电子学、 • （2）纳米物理学、 • （3）纳米化学、 • （4）纳米生物学、 • （5）纳米加工学、 • （6）纳米计量学。 • 其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理 论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内 容。
• 3.纳米材料(nanomaterials纳米以 下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。即三 维空间中至少有一维尺寸小于100 nm的材料或 由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材 料。 “功能”概念，即“量子尺寸效应”。
• 常规纳米材料中的基本颗粒直径不到100 nm，包含的原子不到几万个。 • 一个直径为3 nm的原子团包含大约900个 原子，几乎是英文里一个句点的百万分 之一，这个比例相当于一条300多米长的 帆船跟整个地球的比例。
• 1. 纳米科学技术(Nano-ST): • 20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科 技，是研究在千万分之一米 (10–7) 到十亿分之 一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的 运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对 原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为 纳米技术。 • 纳米(nanometer)是一个长度单位，简写为nm。 1 nm=10-9 m。 • 2. 纳米科技的主要研究内容: • 创造和制备优异性能的纳米材料、制备各种纳 米器件和装置、探测和分析纳米区域的性质和 现象。
一、纳米科学技术的基本概念和内涵
• 头发直径：50-100 m, 1 nm相当于头发的1/50000。 • 氢原子的直径为 1埃，所以1 纳米等于 10 个氢原子 一个一个排起来的长度。 • Nanotechnology is the term used to cover the design, construction and utilization of functional structures with at least one characteristic dimension measured in nanometers.
• 量子相干性，或者说“态之间的关联性”。其其一是爱因 斯坦和其合作者在1935年根据假想实验作出的一个预言。 这个假想实验时这样的：高能加速器中，由能量生成的一 个电子和一个正电子朝着相反的方向飞行，在没有人观测 时，两者都处于向右和向左自旋的叠加态而进行观测时， 如果观测到电子处于向右自旋的状态，那么正电子就一定 处于向左自旋的状态。这是因为，正电子和电子本是通过 能量无中生有而来，必须遵守守恒定律。这也就是说， “电子向右自旋”和“正电子向左自旋”的状态是相关联 的，称作“量子相干性”。这种相干性只有用量子理论才 能说明。