纳米材料导论复习ppt课件

严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。21.52222.52323.52424.52502468101214严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。051015202502468101214严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。自然界中的纳米 人和动物坚硬牙齿的外表面，即牙釉质，是由纳米尺寸的微晶组成。人和动物坚硬牙齿的外表面，即牙釉质，是由纳米尺寸的微晶组成。天体陨石的碎片和海洋中存在的亚微米胶体天体陨石的碎片和海洋中存在的亚微米胶体粒子，碳纳米洋葱粒子，碳纳米洋葱 蜜蜂的定向蜜蜂的定向 螃蟹的横行螃蟹的横行磁性粒子磁性粒子“指南针指南针”定位作用的紊乱定位作用的紊乱 海龟在大西洋的巡航海龟在大西洋的巡航头部磁性粒子的导航头部磁性粒子的导航牙釉质的显微结构，放大倍率为3万倍，其结构表明牙釉质内由大量的纳米晶组成。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。莲花效应莲花效应 莲花出污泥而不染莲花出污泥而不染 荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超荷叶叶面上存在着非常复杂的多重纳米和微米级的超微结构。表面上有许多微小的乳突，乳突的平均大小约微结构。表面上有许多微小的乳突，乳突的平均大小约为为10微米，平均间距约微米，平均间距约12微米。而每个乳突有许多直径微米。而每个乳突有许多直径为为200纳米左右的突起组成的。纳米左右的突起组成的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。按按结构（维度）分结构（维度）分(1)(1)零维零维，指在空间三维尺度均在纳米尺度，指在空间三维尺度均在纳米尺度，(如如纳米颗粒纳米颗粒)(2)(2)一维一维，指在空间有两维处于纳米尺度，（如纳米丝、纳米棒、纳米管纳米丝、纳米棒、纳米管等）(3)(3)二维二维，指在三维空间中有一维在纳米尺度，（如超薄膜，多层膜，超晶格超薄膜，多层膜，超晶格等）(4)(4)体相纳米材料体相纳米材料（由纳米材料组装而成）（由纳米材料组装而成）。(5)(5)纳米孔材料纳米孔材料（孔径为纳米级）。（孔径为纳米级）。纳米材料的分类纳米材料零维纳米材料：纳米粒子纳米球纳米葱头纳米粉纳米晶粒一维纳米材料：纳米线纳米棒纳米晶须纳米管纳米带二维纳米材料：纳米薄膜纳米壳纳米圆盘纳米喇叭纳米花三维纳米材料：纳米多层膜纳米格列纳米多孔材料纳米弹簧纳米复合材料严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。纳米纳米材料的特性材料的特性 当颗粒尺寸进入纳米数量级时，其本身和由当颗粒尺寸进入纳米数量级时，其本身和由它构成的固体主要具有三个方面的效应，并由此它构成的固体主要具有三个方面的效应，并由此派生出传统固体不具备的许多特性派生出传统固体不具备的许多特性。（1 1）小尺寸）小尺寸效应效应（2）表面效应（3）量子尺寸效应量子尺寸效应 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 1、纳米微粒三个效应、纳米微粒三个效应（1 1）小尺寸效应）小尺寸效应当粒子的尺寸与光波波长、电子的德布洛依波长、超导当粒子的尺寸与光波波长、电子的德布洛依波长、超导相干波长及激子玻尔半径尺寸相当或更小时，相干波长及激子玻尔半径尺寸相当或更小时，声、光、电、声、光、电、磁、热力学等特性均会呈现新的尺寸效应磁、热力学等特性均会呈现新的尺寸效应。由于颗粒尺寸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小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗。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。如下一系列新奇的性质。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（2）表面效应表面效应表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随表面效应是指纳米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质的变化。纳米粒子具张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。纳米粒子具有许多悬空键，并具有不饱和的性质，因此极易与其它原子结有许多悬空键，并具有不饱和的性质，因此极易与其它原子结合而趋于稳定。所以，纳米粒子具有很高的活性。合而趋于稳定。所以，纳米粒子具有很高的活性。d比表面积表面原子表面能活 性稳定性金属纳米粒子自燃 催 化 剂严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（3）量子尺寸效应量子尺寸效应 当粒子尺寸下降到某一值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。久保理论（公式）：久保理论（公式）：对于宏观物体，它包含无限个原子(即导电电子数N )，由上式可得能级间距 0，即对大粒子或宏观物体能级间距几乎为零；对纳米微粒，所包含原子数有限，N值很小，这就导致有一定的值，即能级间距发生分裂。134VNEF严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l一元原子团簇一元原子团簇金属团簇，如金属团簇，如Nan,Nin等等非金属团簇非金属团簇碳簇，如碳簇，如C60,C70非碳簇，如非碳簇，如B,P,S,Si簇簇l二元原子团簇：如二元原子团簇：如InnPm,AgnSm等等l多元原子团簇：多元原子团簇：Vn(C6H6)m等等 从原子种类数目分从原子种类数目分从结合方式分从结合方式分l范德华力：范德华力：He、Ne、Ar、Ke、Xel离子键：离子键：LiF NaCl CuBr CsIl化学键：化学键：C60、金属原子团簇、金属原子团簇团簇的种类团簇的种类严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。金属：电子对团簇稳定起主导作用，金属团簇的价电子为共有电子，碱金属团簇中的s电子为团簇共有，各原子轨道结合成分子轨道，随原子数增加分子轨道演变成能带。相邻团簇的能量二级差分峰值出现在n=2、8、18、20、34、40等等。电子满壳层结构时，其幻数为2、8、18、20、34、40、58、68、70、92、106等。碱金属碱金属、碱土金属团簇的封闭壳层的原子数即为幻数、碱土金属团簇的封闭壳层的原子数即为幻数严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Ordering of Levels:1s 1p 1d 2s 1f 2p 1.8%),3D islands are formed严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Different types of nanotubes(n,0)or(0,m)and have a chiral angle of 0,armchair nanotubes have(n,n)and a chiral angle of 30,while chiral nanotubes have general(n,m)values and a chiral angle of between 0 and 30.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Geometry Rollup Vector(n,m)n-m=3d Chiral Angle tan()=3m/(2(n2+m2+nm)Arm Chair(n,n),=30 Zig-zag(n,0),=0 Chiral,0 30 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Carbon nanotubes(Wiley,2004)Metal or semiconductor?(n-m)/3(10,0)semiconductor(9,0)metalquantization in(n,0)n+1 allowed lines between G and MG K=2/3KM=1/3metals(3,0),(6,0),(9,0),(12,0)semiconductors(2,0),(4,0),(5,0),(7,0)general conditionmetallic if(n-m)/3=integer严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Vapor-Liquid-solid(VLS)Growth Process严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。SLS(solution liquid solid)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。VLS严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Graphene 2D hexagonal carbon crystal lattice Infinite boundaries Naturally occurring Multilayer in graphite Nanospecs in soot from exhaust Currently one of the most researched materials Unique physical and electrical properties Wide array of potential uses First truly two-dimensional crystalline material Representative of a whole class of 2D materials:BN and MoS2 etc.严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。PhosphoreneGrapheneBorophene2-D CrystalsSiliceneStanene(Tin)33严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。MoS2(CH)nWSe2Ni3(HITP)22-D Compounds34严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。35GrapheneBoropheneGermaneneSiliceneStanenePhosphoreneOrganic,Ni3(HITP)2MXenesBSCCO:Bismuth strontium calcium copper oxide严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Solar EnergySpectral distribution of solar radiation.Black body curve 5762KAM1 solar spectrumAM0 solar spectrum 1353W/m237严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Solar Energy Spectrum Power reaching earth 1.37 KW/m238严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.1 pn-junction1/3/2023New Generation Silicon Solar Cellsa)Band structur for n-doped and p-doped semiconductor before contactb)Band structure after contactc)Depletion area严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.2 pn-junction under radiation1/3/2023New Generation Silicon Solar CellsAbsorption of light:If Eph Eg electron-hole-creation drift and diffusion current and voltageBand structureSolar cell under radiation严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Driving forces of self assembly Assembly by capillary forces Assembly by electrostatic forces Assembly by magnetic forces Assembly by van der Waals Assembly by hydrophobic interactions Assembly by hydrogen and coordination bonds But,attention!There is no covalent bonds!Weak bonds严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。43Programmed Assembly严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Self assembly of mesoscopic metal-polymer amphiphiles(两性分子)Au-Ppy rods with a 1:4Au-Ppy rods with a 3:2 Au-Ppy-Au严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。