课件12-3+第13章+纳米结构+

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纳米结构单元纳米颗粒PPT课件

水解、灼烧
M[M’(OR)n+1] 例：Ni[Fe(OEt)4]2
b) 金属醇盐混合溶液法
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NiFe2O4
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(2) 喷雾法
• 将溶液通过各种物理手段进行雾化获得超微粒子的一种化学与物理相结合的方法。
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(3) 水热法
• 水热反应是高温高压下在水(水溶液) 或水蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。
倒入
超纯水
DAP纳米粒子的水分散液
1-phenyl-3-((dimethylamino)styryl)-5((dimethylamino)phenyl)-2-pyrazoline (PDDP)
1,3-diphenyl-5-pyrenyl-2-pyrazoline (DPP)
具有不同于溶液的荧光发射光谱
• 可制备的物质包括：金属、 CaF2、NaCl、FeF等离子化合物、过渡金属氧化物及易升华的氧化物等
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(2)活性氢-熔融金属反应法
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(3)溅射法
• 原理：由于两极间的辉光放电使Ar离子形成，在电场作用下， Ar离子冲击阴极靶材表面，使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子，并在附着面上沉积下来。
(5)溶剂-凝胶法(胶体化学法)
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(6)辐射化学合成法
• 用射线辐照金属盐的溶液制备纳米颗粒；
• 制备种类：Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Co、Ni、Cd、Sn、 Pb、Ag-Cu、Au-Cu、Cu2O纳米粉体或纳米Ag/非晶 SiO2复合材料
例①：纳米Cu的制备
0.01mol/L CuSO4 +0.1mol/LC12H25NaSO4 +0.01mol/LEDTA +3.0mol/L (CH3)2CHOH

纳米技术PPT课件

纳米材料可分为人工制备与天然
天然：
•天体的陨石碎片，人体和兽类的牙齿
•蜜蜂：蜜蜂的体内存在磁性的纳米粒子，具有“罗盘”的导航作用，并利用这种 “罗盘”来确定其周围环境在自己头脑里的图像而判明方向。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
§6.6.5 纳米结构和纳米材料的应用
一、纳米结构的应用 1、量子磁盘与高密度磁存储 2、高密度记忆存储元件 3、高效能量转化纳米结构 (1) 高效再生锂电池： (2)太阳能电池： (3)热电转化
纳米材料——凝聚态物理纳米材料——半导体材料纳米材料——化学纳米材料——复合材料纳米材料——医学药物
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
§6.6.4 纳米材料在高科技中的地位
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
1963年，Uyeda及其合作者用气体冷凝法，对单个的金属超微颗粒的形貌和晶体结构进行了透射电子显微镜研究。
1970年，江崎与朱兆祥首先提出了半导体超晶格的概念，张立纲和江崎等在实验中实现了量子阱和超晶格，观察到了极其丰富的物理效应。
四、光学应用

纳米材料和纳米结构第十三讲-1-透射电子显微镜及其能谱 2

电
（2）若晶面组（hkl）满足Braga条件，则在入射方向成2θ方
子衍
向上将得到（hkl）晶面组的衍射斑G （3）OO*为透射束，即透射斑O* （4）透射束与衍射束将与距离为L 的底片相交于O`和P`得
射
组成衍射花样
O`---中心（透射）斑象
－
P`---衍射斑象
（5）由图可见，衍射花样就是衍射束(电子束反射球）与Ewald球相交的所有倒易点在底片上的投影放大
5
TEM
基本组成部分
1）电子光学系统
（1）照明系统： a).电子枪 b).CL及光阑（2）样品室
（3）成像放大：a).OL及OL光阑，FL光阑

b).I L c).P L
(4)显示记录（CRT及Camera）
2）真空系统
3）电气系统
*电子枪作用（要求）
2 2
:
R
2 3

N1 : N 2
:N3
N 为整数
立方晶系电子衍射环状花样的特征是环半径的平方比为整数比，
立方晶系三种不同的点了 N 的可能值为：
简单立方为：1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16…没有 7, 15, 23…
体心立方为：2, 4, 6, 8, 10, 12…没有奇数，k+k+l=偶数
度
波
又因为(1/2)mov2=eu v=√2eu/m
λ=h/p=h/√2emou ∝1/√u
特
式中： u---电子加速电压
电子波波长：
性
u(kv) 10
20 50
100 200 500 1000

纳米结构

第十二章纳米结构著名的诺贝尔奖获得者查德·费曼早就提出了一个令人深思的问题：“如何将信息储存到一个微小的尺度？令人惊讶的是自然界早就解决了这个问题，在基因的某一点上，仅30个原子就隐藏了不可思议的遗传信息……，如果有一天人们能按照自己的意愿排列原子和分子，那将创造什么样的奇迹。

”今天，纳米结构的问世以及它所具有的奇特的物性正在对人们生活和社会的发展产生重要的影响，费曼的预言已成为世纪之交科学家最感兴趣的研究热点。

纳米结构体系是当前纳米材料领域派生出来的含有丰富的科学内涵一个重要的分支学科，由于该体系的奇特物理现象及与下一代量子结构器件的联系，因而成为人们十分感兴趣的研究热点。

20世纪90年代中期有关这方面的研究取得重要的进展，研究的势头将延续到21世纪的初期。

所谓纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造一种新的体系，它包括一维、二维、三维体系。

这些物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇或人造原子、纳米管、纳米棒、纳米丝及纳米尺寸的孔洞。

我们知道，以原子为单元有序排列可以形成有自身特点的，相对独立的一个新的分支学科。

关于纳米结构组装体系的划分至今并没有一个成熟的看法，根据纳米结构体系构筑过程中的驱动力是靠外因，还是靠内因来划分，大致可分为两类：一是人工纳米结构组装体系；二是纳米结构自组装体系和分子自组装体系。

所谓人工纳米结构组装体系，按人类的意志，利用物理和化学的方法人为地将纳米尺度的物质单元组装、排列构成一维、二维、三维的纳米结构体系，包括我们以前提到过的纳米有序阵列体系和介孔复合体系等。

这里人的设计和参与制造起到决定性的作用，就好像人们用自己制造的部件装配成非生命的实体（例如，机器、飞机、汽车、人造卫星等）一样，人们同样可以形成具有各种对称性的和周期性的固体，人们也可以利用物理和化学的办法生长各种各样的超晶格和量子线。

以纳米尺度的物质单元作一个基元按一定的规律排列起来形成一维、二维、三维的阵列称之为纳米结构体系，由于它具有纳米微粒的特征，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等特点，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等。

纳米结构

纳米结构体系
以纳米尺度的物质单元作一个基元按一定的规律排列起来形成一维、二维、三维的阵列称之为纳米结构体系。
由于纳米结构具有纳米微粒的特征，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应等，又存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等。其次，这种纳米结构体系很容易通过外场(电、磁、光)实现对其性能的控制，这就是纳米超微型器件的设计基础。
纳米结构的自装和分子自组装体系是物理学、化学、生物学、材料科学在纳米尺度交叉而衍生出来的新的学科领域，为新材料的合成带来了新的机遇，也为新物理和新化学的研究提供了新的研究对象。
12.2 厚膜模板合成纳米阵列
模板组装纳米结构的优点：
➢ 利用模扳可以制备各种材料，例如金属、合金、半导体、导电高分子、氧化物、碳及其他材科的纳米结构；
图4纳米孔洞氧化铝模板照片（a）正面图（b）横断面
2.高分子模板
合成方法：
厚度为6-20um的聚碳酸酯、聚酯和其他高分子膜
核裂变碎片轰击
出现许多损伤的痕迹
化
特征:
孔洞呈圆柱形，很多孔洞与膜面斜交，与膜面
学腐蚀
法线的夹角最大可达
34° ，因此在厚膜内
有孔通道交叉现象，总体来说，孔分布是无序的，孔的密度大致为
表面包敷三烷基磷硅族化合物
90%辛烷和10 ％辛醇混合溶液
80℃和常压
特点:可以通过胶体晶体的参数进行调制，随着CdSe量子
悬浮液先辛
降挥烷压发优
点的尺寸和它们之间距离的改变，光吸收带和发光带位置发生变化。图1示出了CdSe量子点的胶体晶体的光吸收和光发射谱，可以看出，随着量子点直径由6.2nm减
缺点：只能调节纳米管内径尺寸，不能调节管的长度。

纳米ppt课件

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纳米科学技术
(3) 纳米生物学—— 在纳米尺度上研究生命问题
• 了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系。
• 获取分析细胞的生命信息。 • 研制纳米“机器人”。
其他领域中的应用
;.
17.
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纳米科学技术 1.经典理论
EF1
费米能级
三、STM的工作原理功函数
;.
10.
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纳米科学技术 2.一种新型的纳米材料——碳纳米管
二、纳米材料
碳的三种形态：C60、金刚石、石墨
;.
11.
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纳米科学技术 2.一种新型的纳米234567
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纳米科学技术碳纳米管的吸附性质：
;.
27.
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纳米科学技术 STM 的工作方式
四、STM的仪器设备
恒流工作模式
恒高工作模式
;.
28.
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纳米科学技术
四、STM的仪器设备
主要技术问题探针制作
探针
1nm 样品表面
要想达到原子级的分辨率,探针尖端最好只有一个原子.
探针不与样品表面接触
纳米科学技术
一、前言
美国著名物理学家费曼 1959年
长久以来，人们一直有一个愿望：即企盼着有一天能够按照人们的意志去安排一个一个的原子和分子，以构成人们所需的材料与器件。
今天，这个愿望已有可能变成现实……
;.
1.
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纳米结构体系PPT课件

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厚膜模板组装法
b. 无电沉积（无电镀法） • 二要素：敏化剂：Sn2+，还原剂 • 步骤：将模板先在敏化剂溶液中浸泡，孔壁上的胺(H2N)、
羰基(-C=O)和OH基与敏化剂复合，再放Ag+离子溶液中，在孔壁上形成不连续分布的纳米Ag粒子，再放入含有还原剂的金属无电镀液中，形成金属管。 • 缺点：只能调节纳米管内径尺寸，不能调节长度
纳米结构体系的基本含义
• 定义：以纳米结构单元为基础，按照一定规则排列成的结构体系。
• 特点：既具有纳米结构单元的特征，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，又具有纳米结构组合引起新的效应，如量子耦合效应、协同效应等。
• 分类： ①纳米组装体系； ②纳米自组装体系。
• 应用：纳米器件(如单电子晶体管、超小型激光器等)。
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介孔固体组装法
② 掺杂介孔SiO2的制备
ห้องสมุดไป่ตู้
SiO2前驱体＋Ce(SO4)2 （Si:Ce=100:1)
水解、胶凝
+AlCl3 (Al:Ce=10:1)
Ce4+掺杂介孔SiO2固体
Al3+、Ce4+掺杂介孔SiO2
荧光增强
SiO2前驱体＋Ce(NO3)3
水解、胶凝
Ce3+掺杂介孔SiO2固体
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c. 金属模板
厚膜模板组装法
(b)
(c)
(a)
(f)
(e)
(d)
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厚膜模板组装法
（2）厚模板组装技术要点
①化学前驱液应与孔壁具有浸润性 ②应控制在孔洞内沉积速度的快慢，沉积速度过快，会造
成孔洞内的堵塞，致使组装失败 ③控制反应条件，避免被组装介质与模板发生化学反应