纳米材料和纳米结构第讲

德国政府
纳米技术是21世 纪高科技的制高点 。宣布成立跨部门 的六大科学研究中 心,协作发展纳米 技术。
第一次纳米研究热潮的到来（3）
印度
其
要像抓软件产业那样，
他
快速发展纳米技术。
国
家
行
韩国
动
2001年成为对纳米技术投
入增长最快的国家。
第一次纳米研究热潮的到来（4）
中国：决战纳米时代
2000年7月中央政治局全体委员听取中科院有关纳米技 术的报告，提出决战纳米时代的指示
纳米制备与测试技术发展（2）
扫描电子 隧道显微 镜：装置、 针尖、加 工图案
纳米制备与测试技术发展（3）
单晶硅（111）表面原子排列
单晶铜表面C60分子纳米算盘
纳米制备与测试技术发展（3）
单晶铜（111）表面原子排列
制备与测试技术发展（4）
用扫描隧道显微镜针尖在铜表面上搬运48个铅原子组成的电子栅栏
装纳米结构，北京，化学工业出版社（2005年1月） 5、朱静等，纳米材料和纳米器件，北京，清华大学出版社（2003年4月） 6、J. H. 芬德勒（美）著，项金钟，吴兴惠译，纳米粒子与纳米结构薄膜，
北京，化学工业出版社（2003年8月）
课程的主要内容及授课方法
主要内容
纳米材料的基本概念 纳米材料的主要制备技术 纳米材料的结构及其表征技术 纳米材料的物理性能 纳米材料的应用
纳米科技领域：纳米电子学、纳米机械学、纳米生物学、纳米材料学 2000年后，纳米物理与纳米器件提出、原理性器件研制和评价体系
纳米制备与测试技术发展
自然界天然形成的纳米材料，人类无意识制造及使用的纳米材料与技术 1931年，英国物理学家E. Ruska和M. Knoll发明电子显微镜 1968年，美国贝尔实验室A. Y. Cho和J. Arthur发明分子束外延技术 1981年，德国物理学家 H. Gleiter发明金属纳米粉体真空蒸发冷凝制备法 1982年，IBM实验室G. Binig, H. Rohrer 发明扫描隧道显微镜（STM） 1985年，日本物理学家H. W. Kroto发明富勒烯制备技术 1990年，英国物理学家L. T. Canham发明纳米多孔硅制备技术 1991年，日本物理学家Sumio Lijirma发明碳纳米管制备技术 1998年，荷兰物理学家C. Dekker制备出基于碳纳米管的纳米晶体管 1999年，美国物理学家J. M. Tour 和M. A. Reed制备出纳米单分子开关 进入21世纪以来，纳米功能材料与器件研究飞速发展
美国政府
发布“国家纳米技 术倡议（NNI）” ；同时，成立隶属 于美国国家技术委 员 会 （ NCT ） 的 国家纳米科学、工 程与技术分委员会 （SNSET）
第一次纳米研究热潮的到来（2）
日本、德国立即出台相应研究计划
日本政府
要像抓微电子技术 那样很抓纳米技术 ……，把发展纳米 技术作为21世纪前 20年日本的立国之 本。
材料是人类社会发展的里程碑
石器时代（the Stone Age）：石材 陶器时代（the Pottery Age）：陶器 青铜器时代（the Bronze Age）：青铜 工业革命时代（the Industrial Revolution Age）：钢铁 信息时代（the Information Age）：晶体硅
2010 - 2011学年第二学期课程
纳米材料和纳米结构
2008级 应用物理学专业
个人介绍
李新建 物理工程学院 材料物理教育部重点实验室
电 话：； 电子邮件： 办公地址：南校区物理科研楼320房间
主要参考书
1、陈乾旺，纳米科技基础，北京，高等教育出版社（2008年1月） 2、施利毅，纳米材料，上海，华东理工大学出版社（2007年1月） 3、陈敬中，刘剑洪，纳米材料科学导论，高等教育出版社（2006年8月） 4、张金中，王中林，刘俊，陈少伟，刘刚玉著，曹茂盛，曹传宝译，自组
---- John Maddox，《Nature》杂志前主编
报告内容
材料研究的重要性 纳米材料的研究历史 纳米材料的科学内涵 纳米材料的研究意义 纳米材料面临的挑战
第一部分 材料研究的重要性
主导21世纪科学与技术的四个关键领域 信息科学 Information Science 生命科学 Life Science 环境科学 Environmental Science 纳米科技 Nanoscience & Nanotechnology
第一次纳米研究热潮的到来
2000年 美国启动纳米技术促进计划
W. J. Clinton
美国总统
“我正在支持一项 对美国未来经济和 发展将产生深远影 响的纳米技术，它 是21世纪最重要、 应该优先发展的计 划……”。
N. Lane
科学技术总统助理
“如果人们问我哪个 科学和工程领域最有 可能在未来产生突破 性成就，我认为会是 纳米科学和工程” 。
1959年，R. P. Feynman发表有关纳米科技的著名演讲 1962年，日本物理学家 Kubo, 建立 Kubo 理论 1974年，日本物理学家 Taniguchi
提出纳米技术（Nanotechnology）的概念 1981年，德国物理学家 H. Gleiter
提出固体纳米结构（Nanostructure of Solid）的概念 1990年，第一届国际纳米科学技术会议（美国，巴尔的摩）
授课方法：讲述 + 专题讲座
纳米材料与纳米科技 ---内涵、意义与挑战
李新建 材料物理教育部重点实验室
2011年02月22日
关于物理学：一个错误但曾经流行的观念
目前有一个广为流行但是非常错误的观念：那 就是认为物理学作为一个有基础科学意义和探索 价值的研究领域已经大为过时。
然而真正的事实是，在现代物理学领域，亟待 我们去忘我探索的科学规律和我们已经探知的科 学规律一样多。
第二部分 纳米材料的研究历史
纳米科技的提出：一个神奇的梦想
人物：Richard. P. Feynman (1965年Nobel物理奖得主)
时间：1959年12月25日
地点：美国加州理工学院
There is a plenty of rooms at the bottom
纳米概念的提出、建ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与发展