纳米科技概论20110225.pptVIP

纳米科学技术概论 任课教师介绍 杨辉教授，博士生导师 浙江加州国际纳米技术研究院常务副院长； 浙江大学纳米科学技术中心副主任； 浙江省科技厅纳米重大科技专项专家组副组长，组长； …… 研究方向： 纳米材料制备、改性及产业化应用； 纳米材料新型光电功能材料、电子陶瓷材料及其器件； 特种功能玻璃及陶瓷 任课教师介绍 洪樟连博士，副教授，博士生导师； 教育背景： 1990年，浙江大学本科毕业（学士）； 2002年，日本东京大学博士毕业（博士） 挂职经历： 浙江大学地方合作处副处长（06.02-08.04）； 中国科学院院地合作局中南部处副处长（ 07.03-08.03 ） 研究方向： 功能复合航天材料、纳米光电功能材料 联系方式： TELOffice) Email:hong_zhanglian@zju.edu.cn 课程大纲与要求 大纲内容 纳米科技总论与基础（物理、化学）， 纳米材料与表征， 纳米机械学/纳米生物学/纳米电子学， 纳米科技其他应用与进展 课程学习要求 学习的主动性 教师：启发和引导 同学：积极思考和讨论 课堂发言和讨论 课堂提问与发言 不限次数 分组讨论（1-2次） 课堂作业（5次） 课后作业（3次） 教学考核 教学考核： 传统考核（基本模式，兼顾） 经考试评定掌握知识程度 培养研究能力（强调） 学习兴趣与主动性、提问发言 运用知识解决问题的思路 考核指标 1）期末考试卷面成绩、 2）平时成绩：课堂出席率、作业与报告、课堂提问和发言、课后讨论与交流等。 教学内容与进度 总 论 一、纳米科技的概念与发展历程（1） 一、纳米科技的概念与发展历程（2） 纳米的概念 纳米是长度单位。 1纳米(nm)=10-3微米(?m)= 10-6毫米(mm)= 10-9米 纳米尺度：1-100nm 一、纳米科技的概念与发展历程（3） 纳米的概念： 纳米尺度：1-100nm 一、纳米科技的概念与发展历程（3） 纳米的概念： 纳米尺度：1-100nm 一、纳米科技的概念与发展历程（3） 纳米的概念： 一、纳米科技的概念与发展历程（4） 纳米科技的概念： 在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学与技术。 它在材料、信息、能源、环境、生命、军事、制造等领域具有广泛和重要的应用。 在分子水平上，通过操纵原子来控制物质的结构，利用单个原子组建分子系统，制备不同类型的纳米器件（1990年， MIT的Drexler博士） 一、纳米科技的概念与发展历程（5） 纳米科技的概念提出、形成与发展 1959年，著名的物理学家，诺贝尔奖得主Richard Feynman在美国物理学年会上，作了题为“There?s plenty of room at the bottom”的报告，指出“我认为物理学原理并不排斥通过操纵单个原子来制造物质。这样做并不违反任何定理，而且原则上是可以实现的”。这个演讲已经被看作是纳米科技概念的起源。 1962年，久保（Kubo）等人提出了超微粒子的量子限域理论，推动了实验物理学家向纳米尺度微粒进行探索。 1963年，Uyeda等利用气相冷凝技术，在高纯惰性气体中，通过金属的蒸发-冷凝过程，制备了金属的超微颗粒。 1974年，Taniguchi等将纳米科技应用于精细机械加工过程。 1981年，IBM公司苏黎世实验室的Binning和Rohrer利用扫描隧道显微镜，（Scanning Tunneling Microscopy, STM）实现人类首次在常温大气条件下观测到了原子，为纳米科技的发展奠定了基础。 一、纳米科技的概念与发展历程（6） 纳米科技的概念提出、形成与发展 1984年，Gleiter等人首次采用惰性气体的蒸发-冷凝法制备了具有清洁表面的纳米金属粉末，并原位加压制备了纳米固体。 1985年，诺贝尔奖获得者Kroto等采用激光加热石墨，蒸发并在甲苯溶液中形成C60，在全世界掀起了C60的研究热潮。 同年，利哈廖夫等人提出通过控制单个电子进入或者离开所谓的库仑岛，实现一定规模的电路才能实现的功能，这是单电子器件的基础。 1986年，MIT的Drexler博士在“创造的动力-纳米时代的来临”一书中，对Feynman提出的纳米科技概念进行了拓展。1990年，他提出“纳米科技的基本思想是在分子水平上，通过操纵原子来控制物质的结构。它使我们可以利用单个原子组建分子系统，制备不同类型的纳米器件”。 一、纳米科技的概念与发展历程（7） 纳米科技的概念提出、形成与发展 1990年，IBM研究中心用扫描隧道显微镜（STM）逐个搬动35个氙原子排列成IBM字样。这是当时世界上最小的原子商标，它表明人类不仅可以采用STM观测和测量物质表面的原子和分子结构，