第八章 纳米结构与器件 一、纳米结构概述 二、人工纳米结构组装体系 三、纳米结构和分子自组装体系 四、厚膜模板合成纳米阵列 五、介孔固体和介孔复合体 六、MCM—41 介孔分子筛 七、单电子晶体管 八、碳纳米管有序阵列体系的 CVD 合成 一、纳米结构概述 1. 定义 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的一种新的体系。 该体系是当前从纳米材料领域派生出来的含有丰富科学内涵的一个重要分支科学。 2. 学科特点 以原子为单元的有序排列，相对独立，有其自身的特点： ① 有许多奇特的理化现象和性质 ② 与下一代量子结构器件密切相关 3. 主要内容 ① 纳米级物质单元： 纳米微粒、团簇、人造超原子； 纳米管、棒、丝、线、缆线、带状结构； 纳米尺寸的空位、孔洞等 ② 构筑过程中的驱动力： 外因—人工纳米结构组装体系 内因—纳米结构自组装体系；分子自组装体系。 4. 研究意义 将对于纳米材料中的基本物理效应的认识不断引向深入 ① 可研究单个纳米结构单元的行为、特性 ② 可对纳米材料基元的表面进行控制，认识其间的耦合、协同效应 可建立新原理，构筑纳米材料体系的理论框架，为自由利用纳米材料的理化特性、创造新的物质体系和量子器件打下基础。 二、人工纳米结构组装体系 按人类的意志，利用物理、化学的方法，人为地将纳米尺度的物质单元按一定的规律组装、排列，构成一维、二维和三维的纳米阵列结构体系。 体系的特性 ① 纳米微粒的特性：小尺寸、量子尺寸、表面效应等 ② 组合后的新特性：量子耦合效应、协同效应等 ③ 可通过外场控制 光、电、磁场操控体系的性能 纳米超微型器件 创造出新的物质体系：纳米结构、量子效应原理性器件等。通过对纳米材料基本单元的行为、特性的研究、控制，可建立新的原理。 是纳米材料研究的前沿。 三、纳米结构和分子自组装体系 1. 定义 ① 纳米结构自组装体系 是指通过弱的和较小方向性的非共价键（氢键、Van der Waals 键和弱离子键）的协同作用把原子、离子或分子连接在一起，构筑成一个纳米结构或纳米结构的花样。 该过程是一种整体的、复杂的协同作用。 两个条件：足够数量的弱键；体系能量较低。 ② 分子自组装（ Molecu lar Self-assembly ）体系 是指分子与分子之间在平衡条件下，依赖分子间的非共价键力自发地结合成稳定的、结构上确定的分子聚集体。 分三个层...
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