纳米材料的概念是什么

纳米级结构材料简称为纳米材料，广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状、团块状的天然或人工材料，这一基本粒的一个或多个维度尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50％以上。从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000纳米，1纳米=10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的，后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometermaterial)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nanoparticle)组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。 纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。纳米材料具有一定的独特性，当物质尺度小到一定程度时，则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为，当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍，但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，所以二者行为上将产生明显的差异。纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大，也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结，同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。就熔点来说，纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时，将成为优异的磁性材料。纳米粒子的粒径（10纳米～100纳米）小于光波的长，因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下，可得到易吸收光的黑色金属超微粒子，称为金属黑，这与金属在真空镀膜形成高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。

10纳米到20纳米之间。

福顺半导体芯片的尺寸一般在10纳米到20纳米之间，具体尺寸取决于芯片的功能和性能要求。

福建福顺晶圆科技有限公司于2012年9月成立，是由台湾友顺科技控股的福建福顺微电子有限公司。

纳米是长度单位，20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。1990年3月，在美国召开了世界上第一次纳米科技会议，宣告了纳米科技时代的到来。美国ＩＢM公司的研究人员已制成仅由两个原子构成的隧道二极管，麻省理工学院试制的量子效应电子器件，其大小仅有20纳米。纳米科技就是直接利用原子、分子结构及其性能的科技。它有纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学、纳米化学及纳米天文地质学等。纳米电子学是研究利用具有纳米尺度的量子微结构，设计和制作纳米电子器件和集成电路的学科。

在纳米尺度，传统的半导体器件所遵循的物理规律已不再适用，将会出现新的物理效应，如量子尺寸效应、量子波动效应、量子隧穿效应和量子干涉效应等，利用这些新的效应可以发展新颖的量子器件，如共振隧道晶体管、量子线与量子点晶体管、量子干涉器件、微小型激光器以及大规模并行运算阵列等。

纳米电子学的另一个重要发展方向是制作分子电子器件和生物分子器件。纳米电子学和纳米生物学相结合产生的生物分子机器，能在1秒钟内完成几10亿个动作。生物分子机器可以盖房造屋、挖掘隧道、开采矿藏、打捞沉船、铺设光缆等等。生物分子机器还能治病，如进入人体修复有病的器官，清扫受阻的血管，除去癌变细胞，更换有缺陷的基因等等。因此，人类将可借纳米科技消灭绝症。

英国利物浦大学的研究人员通过培养直径仅几纳米的金粒子，于1995年开发出新一代小型电子装置，首先开发出的是可简便地批量生产的薄膜太阳能电池。还有可能用这种粒子制造纳米级的发光装置。为了制造速度更快的处理器以及把更多的能量存储在较小的空间中，世界各国的科学家正在努力制造纳米级装置。利物浦大学的研究小组制造的金属粒子可用作极小电路的基础材料。

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