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纳米材料分类纳米材料是一种具有特殊尺度特征的材料，其尺寸通常在1到100纳米之间。
纳米材料的独特性质使其在许多领域有广泛的应用前景。
纳米材料按其组成和结构可以分为以下几类。
1. 金属纳米材料金属纳米材料是由金属原子组成的纳米颗粒，具有较高的导电性和导热性。
金属纳米材料常见的有纳米粉末、纳米线、纳米片等形式。
金属纳米材料可以用于制备高性能的传感器、催化剂、电子器件等。
2. 半导体纳米材料半导体纳米材料是由半导体材料组成的纳米颗粒，通常具有半导体材料的特殊电学、光学和磁学性质。
常见的半导体纳米材料有纳米晶、纳米线、纳米管等形式。
半导体纳米材料在光电器件、太阳能电池、光催化等领域有广泛的应用。
3. 氧化物纳米材料氧化物纳米材料是由氧化物化合物组成的纳米颗粒，具有良好的稳定性和化学反应活性。
常见的氧化物纳米材料有二氧化钛、氧化铁、氧化锌等。
氧化物纳米材料在环境净化、催化剂、电池材料等方面有广泛的应用。
4. 聚合物纳米材料聚合物纳米材料是由聚合物分子组成的纳米颗粒，具有良好的力学性能和可塑性。
常见的聚合物纳米材料有聚苯乙烯纳米颗粒、聚合物纳米复合材料等。
聚合物纳米材料在纳米药物传输、纳米涂料、纳米电子器件等方面有广泛的应用。
5. 碳基纳米材料碳基纳米材料是由碳元素组成的纳米结构材料，常见的有纳米管、石墨烯等形式。
碳基纳米材料具有优异的电学、热学和力学性能，广泛应用于电子器件、储能器件、传感器等领域。
以上是几种常见的纳米材料分类，纳米材料的研究和应用方面仍在不断发展中。
纳米科学和纳米技术的进一步发展将为各个领域的科学技术创新提供新的机遇和挑战。
半导体纳米晶的制备和表征半导体纳米晶作为一种重要的材料，在电子、光电子学、能源存储等领域中有广泛的应用。
在这些应用中，纳米晶的表征和制备技术也显得至关重要。
本文将介绍半导体纳米晶的制备和表征方法。
一、化学合成法化学合成法是纳米晶制备中最常用的方法。
在这种方法中，通常通过溶液反应合成纳米晶。
溶液通常是由分子前体、分散剂、表面活性剂等组成的。
分散剂和表面活性剂的作用是调节纳米晶的大小和形状。
化学合成法制备纳米晶通常具有较高的单分散度和可控性。
通过化学合成法可以合成各种半导体纳米晶，如II-VI族的CdSe、CdS，III-V族的InP、GaAs等。
其中，CdSe是应用最广泛的一种纳米晶，由于其在可见光范围内的吸收能力非常强，因此常用于太阳能电池、荧光探针、生物成像以及固态照明等方面。
二、物理气相沉积法物理气相沉积法是通过加热固态材料，使之升华并在基底上形成薄膜的方法。
在这种方法中，固态材料在高温下升华，并在基底表面沉积出纳米晶。
物理气相沉积法可以通过改变材料的温度、气体流量、压力等条件来控制纳米晶的大小和形状。
物理气相沉积法具有较高的生长速率和良好的晶体质量，因此在半导体器件制备中应用广泛。
例如，氮化硅（SiNx）薄膜是制备电子器件中重要材料之一，物理气相沉积法可以制备高质量氮化硅薄膜。
三、表征方法表征方法是分析纳米晶结构和性质的重要手段，通过表征方法可以了解纳米晶的晶体结构、形貌、大小分布、光学性质等信息。
1. 透射电镜（TEM）透射电镜可以对纳米晶形态、晶格结构等进行详细分析。
通过透射电镜可以获得纳米晶的直径、形态、晶格结构等信息。
透射电镜还可以分析多晶合金中的晶体结构和晶界的性质。
2. X射线衍射（XRD）X射线衍射可以确定纳米晶中的晶体结构和晶格参数。
通过衍射图谱可以确定纳米晶的尺寸、组成、结晶程度等信息。
X射线衍射还可以用于分析多晶体系中的晶界信息。
3. 紫外可见吸收光谱（UV-Vis）紫外可见吸收光谱可以用于分析纳米晶的光学性质，并确定其带隙能级。
半导体纳米材料的表面增强拉曼光谱研究半导体纳米材料是一种在当今科技领域中备受关注的研究对象。
它具有很多优点，如小体积、高表面积、良好的光电性能等。
随着科技的发展，半导体纳米材料的研究和应用正呈现出越来越广泛的前景。
在半导体纳米材料的研究中，表面增强拉曼光谱技术是一种非常重要的手段。
本文将从表面增强拉曼光谱技术的原理、半导体纳米材料的应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、表面增强拉曼光谱技术的原理表面增强拉曼光谱技术是将待测样品放置于金属表面上，通过金属表面的局域化表面等离子体共振现象，增强样品的拉曼信号。
表面增强拉曼光谱技术主要是基于两个原理，即电磁增强与化学增强。
在电磁增强机制中，金属表面的等离子体振荡与光子的激发相结合，导致高强度的电磁场在金属表面的纳米孔隙中形成，使待测样品的拉曼信号得到增强。
而化学增强机制则是通过金属表面上的活性位点与待测样品之间的化学反应，从而实现信号的增强。
二、半导体纳米材料的应用半导体纳米材料的表面增强拉曼光谱技术有着广泛的应用前景。
首先，它可以用于表征半导体纳米材料的结构、形貌、成分以及表面活性位点等信息。
其次，表面增强拉曼光谱技术还可以用于探索半导体纳米材料的光谱响应和表面性质等。
例如，在太阳能电池等能源领域，半导体纳米材料的表面增强拉曼光谱技术可以用于表征太阳能电池中的光敏剂的结构和形貌，进而探究太阳能电池的性能。
此外，在生物医学领域中，半导体纳米材料的表面增强拉曼光谱技术也被应用于生命分析、疾病诊断等方面。
三、半导体纳米材料表面增强拉曼光谱技术的未来发展方向表面增强拉曼光谱技术作为一种非常重要的超分辨率光谱技术，其应用前景非常广泛。
在半导体纳米材料的表面增强拉曼光谱技术的研究方面，随着技术的不断发展，未来存在着以下几个方向的发展。
首先，随着光学技术和信号处理技术的发展，表面增强拉曼光谱技术的探测极限将会进一步提高。
其次，未来表面增强拉曼光谱技术将更加注重在金属纳米结构、活性位点等方面的设计和优化，以提高拉曼信号的增强度和可重现性。
第1篇摘要：随着科技的不断发展，半导体材料的研究和应用日益广泛。
碳纳米管作为一种新型半导体材料，具有优异的性能和广阔的应用前景。
本文将从碳纳米管的特性、制备方法、在半导体领域的应用以及面临的挑战等方面进行探讨。
一、引言半导体材料是电子科技领域的关键材料，自20世纪以来，半导体材料的研究和应用取得了举世瞩目的成果。
近年来，碳纳米管作为一种新型半导体材料，引起了广泛关注。
碳纳米管具有独特的结构、优异的性能和广泛的应用前景，有望在未来电子科技领域发挥重要作用。
二、碳纳米管的特性1. 独特的纳米结构碳纳米管是一种由单层或多层石墨烯卷曲而成的纳米级管状材料。
其结构类似于石墨烯，但具有更高的力学强度和导电性能。
碳纳米管具有六边形蜂窝状结构，具有极高的对称性，这使得其在电子器件中具有广泛的应用前景。
2. 优异的物理性能碳纳米管具有以下优异的物理性能：（1）高电导率：碳纳米管具有极高的电导率，是铜的1000倍，这使得其在电子器件中具有很高的应用价值。
（2）高力学强度：碳纳米管具有极高的力学强度，是钢的100倍，这使得其在航空航天、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
（3）高热稳定性：碳纳米管具有很高的热稳定性，能在高温环境下保持良好的性能。
（4）高化学稳定性：碳纳米管具有很高的化学稳定性，不易与其他物质发生反应。
三、碳纳米管的制备方法目前，碳纳米管的制备方法主要有以下几种：1. 热解法：将含碳前驱体在高温下分解，生成碳纳米管。
2. 电弧法：将石墨或石墨烯在电弧放电过程中卷曲成碳纳米管。
3. 化学气相沉积法：利用化学反应在催化剂表面生成碳纳米管。
4. 转移法：将碳纳米管从源材料转移到目标材料。
四、碳纳米管在半导体领域的应用1. 碳纳米管晶体管碳纳米管晶体管是碳纳米管在半导体领域的主要应用之一。
碳纳米管晶体管具有以下优势：（1）高迁移率：碳纳米管晶体管具有极高的电子迁移率，这使得其在高速电子器件中具有很高的应用价值。
半导体聚合物纳米颗粒半导体聚合物纳米颗粒是一种具有巨大潜力的新型材料，它在能源、电子器件和生物医学等领域具有广阔的应用前景。
本文将从材料特性、制备方法和应用领域等方面介绍半导体聚合物纳米颗粒的研究进展。
一、材料特性半导体聚合物纳米颗粒是由有机高分子聚合物构成的微米级或纳米级颗粒。
与传统的半导体材料相比，它具有以下特点：1.1 光电性能优异：半导体聚合物纳米颗粒能够吸收和发射可见光，具有较高的光电转换效率和发光性能，可用于太阳能电池、有机发光二极管等光电器件。
1.2 可调性强：通过调节聚合物的结构和组分，可以实现半导体聚合物纳米颗粒的能隙调控和光学性能调节，从而满足不同领域的需求。
1.3 柔性可塑性好：由于聚合物的柔性和可塑性，半导体聚合物纳米颗粒可以制备成薄膜、纤维和微球等多种形态，适用于不同的器件结构设计。
二、制备方法半导体聚合物纳米颗粒的制备方法主要包括溶液法、固相法和气相法等。
2.1 溶液法：通过在溶液中控制聚合物的聚合和成核过程，可以制备出具有丰富形貌和大小可控的半导体聚合物纳米颗粒。
2.2 固相法：采用模板法、热分解法等固相反应方法，将聚合物前体在固相条件下转化为半导体聚合物纳米颗粒。
2.3 气相法：利用化学气相沉积、热蒸发等气相反应方法，在高温条件下将气态前体转化为半导体聚合物纳米颗粒。
三、应用领域半导体聚合物纳米颗粒在各个领域都有广泛的应用前景。
3.1 光电器件：半导体聚合物纳米颗粒可用于制备高效能源器件，如太阳能电池、光电传感器和光催化剂等。
其优异的光电性能和可调性使其能够提高器件的能量转换效率和响应速度。
3.2 电子器件：半导体聚合物纳米颗粒可用于制备柔性电子器件，如有机场效应晶体管和柔性显示屏等。
其柔性可塑性和可调性使其能够适应复杂的器件结构和曲面设计。
3.3 生物医学：半导体聚合物纳米颗粒可用于药物载体、生物成像和治疗等生物医学应用。
其良好的生物相容性和生物活性使其能够在药物传输和肿瘤治疗等领域发挥重要作用。
半导体 -金属杂化纳米
半导体-金属杂化纳米结构是指将半导体材料与金属材料结合在一起，形成纳米尺度的复合材料。
这种杂化结构通常具有以下特点和应用：
1. 协同效应：半导体和金属的结合可以产生协同效应，如电荷转移、界面等离子体共振等，从而增强材料的电子、光学和催化性能。
2. 电荷分离：在半导体-金属杂化纳米结构中，电荷可以从半导体转移到金属，或者相反，这种电荷分离可以用于提高光电转换效率。
3. 表面等离子体共振（SPR）：金属纳米颗粒在特定波长的光照射下会产生SPR现象，这可以用于增强光电探测器和生物传感器的灵敏度。
4. 催化性能：半导体-金属杂化纳米结构通常具有优异的催化性能，可以用于催化反应，如光催化、电催化等。
5. 光学性能：这种杂化结构可以调节光的吸收、发射和散射，因此可以用于光电子器件、光开关和光调制器等。
6. 电子性能：半导体的引入可以调节金属的电子性能，如改变其功函数、电导率等。
7. 热电性能：半导体-金属杂化纳米结构可以用于热电发电和制冷，因为它们具有良好的热电性能。
8. 能源存储与转换：这种杂化结构可以用作超级电容器、电池和太阳能电池等能源存储与转换设备的电极材料。
9. 环境监测与治理：半导体-金属杂化纳米结构可以用于水处理、
气体传感和污染物降解等环境监测与治理应用。
10. 生物医药：在生物医药领域，这种杂化结构可以用作药物递送系统、生物成像和生物传感器等。
半导体-金属杂化纳米结构的研究和开发是纳米科技领域的前沿方向，它们在许多高科技领域都有着广泛的应用前景。
TiO2纳米复合材料XRD分析1.引言纳米结构TiO2由于具有化学性能稳定、价格低廉等优点在光催化、光解水及太阳能电池等领域应用广泛，如图1。
早在二十世纪初期，TiO2因具有增白、加亮等特点而广泛应用于油漆、涂料、化妆品、牙膏、药膏等商业化领域，并在某些国家一度被认为是衡量生活质量的产品。
TiO2主要来源于钛铁矿、金红石、锐钛矿和白钛石，储量丰富、价格低廉。
二十世纪初，商业化应用的TiO2最早通过提炼钛铁矿得到铁和钛铁合金，进一步精炼得到TiO2，并于1918年在挪威、美国和德国实现了工业化生产。
图1 TiO2应用领域TiO2存在三种晶型：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型晶体，如图2。
在一定图2 TiO2的三种晶体结构：(a)金红石，(b)锐钛矿，(c) 板钛矿温度下，TiO2晶型之间可以转变，其晶型转变相图，如图3。
一般而言，锐钛矿TiO2的光催化活性比金红石型TiO2要高，其原因在于：（1）金红石型TiO2有较小的禁带宽度（锐钛矿TiO2的禁带宽度为3.2 eV，金红石型TiO2的禁带宽度为3.0 eV），其较正的导带阻碍了氧气的还原反应；（2）锐钛矿型TiO2晶格中有较多的缺陷和位错，从而产生较多的氧空位来捕获电子，而金红石型TiO2是TiO2三种晶型中最稳定的晶型结构，具有较好的晶化态，缺陷少，光生空穴和电子在实际反应中极易复合，催化活性受到很大的影响；（3）金红石型TiO2光催化活性低，同时还与高温处理过程中粒子大量烧结引起比表面积的急剧下降有关。
图3 TiO2晶型转变相图本文首先以金红石型为例计算其消光系数和结构因子，结合我最近的实验结果分析TiO2及其复合物的XRD表征结果。
2.金红石型TiO2结构及XRD谱图特征图4 (a)金红石晶胞结构，(b)金红石晶胞垂直于(001)面的剖面图nm，晶胞参数a0=0.459 nm、c0=0.296 nm 金红石属于四方晶系，空间群P4m其结构如图4。
自然科学知识：半导体和纳米结构材料随着科学技术的发展，半导体和纳米结构材料已经成为当今世界最具影响力和前沿性的领域之一。
它们在电子、信息、能源、生物医学等领域都有广泛的应用和发展前景。
本文将从定义、性质、应用等多方面来探讨半导体和纳米结构材料。
一、半导体半导体是一种电学特性介于导体和绝缘体之间的材料，其电学性质受温度、电场、光照等条件的影响较大。
在常温下，半导体的电气导体性能与晶体结构密切相关，同时与电子、空穴等载流子的密度有关。
半导体材料良好的电学特性是由其特殊的能带结构决定的。
在普通某些材料中，如金属，电子称为费米子，每个电子静止能量都处于费米能级以上，通常具有高度运动性质；而半导体材料中，费米能级与它的导带和价带所形成的现象相对位置较近。
当半导体处于热平衡状态时，几乎所有的电子在费米能级以下，形成价带电子，几乎没有电子在导带以上，形成导带空穴。
处于这种状态时，半导体中的电子和空穴不能自由移动，导电性非常差。
但是，在某些特定的条件下，例如在材料表面光照、电场作用下，半导体的导带电子将被光子激发到更高的能级，形成自由电子并获得运动能力，形成电子迁移，即半导体导电现象。
基于半导体的特点，在实际应用中，半导体可用于构建各种电子器件和模块，如半导体激光器、发光二极管、太阳能电池、半导体晶体管等，为人们带来了智能化、高效化和高速化的新设备和产品。
二、纳米结构材料纳米材料也被称为纳米结构材料，是指至少有一种空间尺寸小于100纳米的物质。
纳米材料因其特殊的尺寸效应、表面效应、量子效应等物理和化学性质，在热力学性质、机械性能、光学性能等方面表现出与普通材料完全不同的特性。
在纳米尺度下，纳米材料通常具有更高的比表面积和易于发生化学反应的活性表面，其性质和行为难以预测，通常具有与普通材料不同的各种特殊性质。
如抗氧化性能、化学反应速率、光学性能、电学性能、热学性能等都具有纳米材料的特殊性质。
有着超过普通大材性能，纳米材料及其相应的纳米器件在微电子、信息技术、能源科技、生物医学等领域得到普遍应用，为人类创新带来了革新性的技术。
1. 纳米材料？纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100 nm间的粒子。 2. 纳米技术（Nanotechnology，简称Nanotech）是一门以现代科技为基础的前沿科学技术，是现代科学（量子力学、分子生物学等）和现代技术（微电子技术、计算机技术、高分辨显微术、核分析术等）相结合的产物，它在1～100nm的尺度研究利用原子、分子现象及其结构信息 3. 激子（exciton）：描述了一对电子与空穴由静电库仑作用相互吸引而构成的束缚态，它可被看作是存在于绝缘体，半导体和某些液体中呈电中性的准粒子； 4. 量子点（Quantum Dot）：是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。单电子晶体管将一个微结构用隧道结与金属导线弱连结起来形成的电子器件，它利用单电子隧道效应。其中阴影线部分代表连接库仑岛与金属导线的隧道结。 4.基本元件：量子位（qubit）-“0”和“1”的状态同时实现的元件。Orion”基于一块硅芯片，包含16个量子位(qubit)，可以同时表示0和1两个二元位(电子计算里不是0就是1)，而每一个量子位都能模拟其他量子位的值，从而提高计算能力。 5.量子计算机的优点:(1) 计算速度快：计算速度可提高10亿倍,1个400位长的数分解成质数乘积,采用巨型机需10亿年,用量子计算机只要一年；(2) 量子位储存能力大大提高；(3) 可完成一些传统计算机无法完成的计算。高效率模拟、模拟量子系统， 40个自旋1/2粒子体系；低能耗：量子计算机计算是么正变换，是可逆的。 6.量子计算机存在的问题(1) 受环境影响大，纠错复杂；(2) 消相干效应：量子信号与外部环境发生相互作用，导致量子相关性的衰减，使相干性很难维持；(3) 克服消相干效应是量子计算机要克服的主要困难；(4) 消相干还会导致运算结果出错，如何进行量子纠错是量子计算机要克服的另一困难。 7.【 碳纳米管】CNT是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径可达1 nm。CNT 优势:• 载流子迁移率~ 100,000 cm2/Vs• 杨氏模量超过1 Tera Pascal, 跟钻石硬度差不多;3. 抗胀强度~ 200 GPa.CNT可以呈现金属性或半导体性，这取决与chirality.碳纳米管具有良好的导电性能，理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。石墨烯即为“单层石墨片”，是构成石墨的基本结构单元；而碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的圆筒结构；从性能上来看，石墨烯具有可与碳纳米管相媲美或更优异的特性碳纳米管是由多个碳原子六方点阵的同轴圆柱面套构而成的空心小管，其中石墨层可以因卷曲方式不同而具有手性。碳纳米管的直径一般为几纳米至几十纳米，长度为几至几十微米。碳纳米管可以因直径或手性的不同而呈现很好的金属导电性或半导体性。 8.【碳纳米管的特性及应用】：1. 独特的电学性能：尖端放电，场电子发射性，平面显示器2. 优异的力学性能：强度是钢的100倍，密度是钢的六分子一，增强材料，STM和AFM的针尖3. 良好的化学稳定性：500毫克单壁碳纳米管室温储氢4.2%，78.3%的储存氢在常温常压下可释放，加热完全释放，可重复利用，储氢材料 9.【压电效应】是由材料中的力学形变而导致的电荷极化的效应，它是实现力电耦合和传感的重要物理过程。世界上最小的发电装置—纳米发电机纳米发电机发电效率可达到30%ZnO同时具有半导体和压电性能，当用导电AFM针尖去弯曲ZnO纳米线时，输入机械能，可以使纳米线压缩和拉伸并在内外表面产生极化电荷。而ZnO的半导体特性可通过半导体-金属的肖特基势垒将电能暂时储存在纳米线内，然后用导电AFM探针接通这一电源，并向外界输电，从而实现纳米尺度的发电功 10.【纳米效应】1.表面效应2.小尺寸效应3.量子尺寸效应4.宏观量子隧道效应 11.【表面效应】表面效应是指纳米超微粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地增加，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性能的变化。 纳米粒子的表面原子所处的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同,存在许多悬空键,并具有不饱和性,因而极易与其他原子相结合而趋于稳定,所以,具有很高的化学活性利用这一特性可制得具有高催化活性和产物选择性的催化剂。 12.【纳米颗粒的表面效应—活性】超微颗粒的表面具有很高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。如果将金属铜或铝做成几个纳米的颗粒，一遇到空气就会产生激烈的燃烧，发生爆炸。如要防止自燃，可采用表面包覆或控制氧化速度，使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层，确保表面稳定化。用纳米颗粒的粉体做成火箭的固体燃料将会有更大的推力，可以用作新型火箭的固体燃料，也可用作烈性炸药。 13.【小尺寸效应】随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。 14.对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生如下一系列新奇的性质。（1） 特殊的光学性质（2） 特殊的热学性质（3） 特殊的磁学性质（4） 特殊的力学性质超微颗粒的小尺寸效应还表现在超导电性、介电性能、声学特性以及化学性能等方面。 15.小尺寸效应特殊的光学性质—颜色 特殊的光学性质：当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上，所有的金属在超微颗粒状态时都呈现为黑色。尺寸越小，颜色越黑，银白色的铂变成铂黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于1%，大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。也有可能应用于红外敏感原件、红外隐身技术等。 16.【超微纳米颗粒的不稳定性】超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的。若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径2nm）进行观察，发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体，十面体、二十面体等），它既不同于一般固体，有不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了沸腾状态，尺寸大于10nm后才看不到这种颗粒结构的不稳定性。 17.【纳米微粒的熔点降低】纳米微粒的熔点比常规粉体低得多。由于颗粒小，纳米微粒的表面能高，表面原子数多，这些原子近邻配位不全，纳米微粒间是一种非共价相互作用，活性大，纳米粒子熔化时所增加的内能小得多，这就使得纳米微粒的熔点急剧下降。 18.【量子尺寸效应】微粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级，吸收光谱向短波方向移动，这种现象称为量子尺寸效应。 19.【宏观量子隧道效应】隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。近年来，人们发现一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷也具有隧道效应，他们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化，故称之为宏观量子隧道效应。 20.【纳米材料的制备技术】实际上，一方面纳米加工技术是纳米科学的重要基础，另一方面纳米加工技术中包含了许多人们尚未认识清楚的纳米科学问题。在纳米世界内，所有的加工都必须在原子尺寸的层面上考虑一、【物理方法】1真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。2物理粉碎法通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。3机械球磨法采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。二、【化学方法】1 .化学沉淀法a) 共沉淀法b) 均匀沉淀法c) 多元醇沉淀法d) 沉淀转化法2. 化学还原法a) 水溶液还原法b)多元醇还原法c) 气相还原法d) 碳热还原法3.溶胶－凝胶法溶胶－凝胶法广泛应用于金属氧化物纳米粒子的制备。前驱物用金属醇盐或非醇盐均可。方法实质是前驱物在一定条件下水解成溶胶，再制成凝胶，经干燥纳米材料热处理后制得所需纳米粒子。溶胶－凝胶法可以大大降低合成温度。用无机盐作原料，价格相对便宜。4.水热法水热法是在高压釜里的高温、高压反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解，反应还可进行重结晶。 21.【水热技术具有两个特点】，一是其相对低的温度，二是在封闭容器中进行，避免了组分挥发。水热条件下粉体的制备有水热结晶法、水热合成法、水热分解法、水热脱水法、水热氧化法、水热还原法等。近年来还发展出电化学热法以及微波水热合成法。前者将水热法与电场相结合，而后者用微波加热水热反应体系。与一般湿化学法相比较，水热法可直接得到分散且结晶良好的粉体，不需作高温灼烧处理，避免了可能形成的粉体硬团聚。 22.5【溶剂热合成法用有机溶剂代替水作介质】，采用类似水热合成的原理制备纳米微粉。非水溶剂代替水，不仅扩大了水热技术的应用范围，而且能够实现通常条件下无法实现的反应，包括制备具有亚稳态结构的材料。苯由于其稳定的共轭结构，是溶剂热合成的优良溶剂，最近成功地发展成苯热合成技术，溶剂加压热合成技术可以在相对低的温度和压力下制备出通常在极端条件下才能制得的、在超高压下才能存在的亚稳相。 23.【.微乳液法微乳液】通常是由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、油类(通常为碳氢化合物)组成的透明的、各向同性的热力学稳定体系。微乳液中，微小的“水池”为表面活性剂和助表面活性剂所构成的单分子层包围成的微乳颗粒，其大小在几至几十个纳米间，这些微小的“水池”彼此分离，就是“微反应器”。它拥有很大的界面，有利于化学反应。这显然是制备纳米材料的又一有效技术。与其它化学法相比，微乳法 24.【模板合成法】利用基质材料结构中的空隙作为模板进行合成。结构基质为多孔玻璃、分子筛、大孔离子交换树脂等。例如将纳米微粒置于分子筛的笼中，可以得到尺寸均匀，在空间具有周期性构型的纳米材料。 25.【.电解法此法】包括水溶液电解和熔盐电解两种。用此法可制得很多用通常方法不能制备或难以制备的金属超微粉，尤其是负电性很大的金属粉末。还可制备氧化物超微粉。采用加有机溶剂于
