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纳米技术

電腦模擬的分子齒輪]] 納米技术()是一门应用科学,其目的在于研究于纳米规模时,物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用。奈米科技是许多如生物、物理、化学等科学领域在技术上的次级分类,美国将其定义为「1至100纳米尺寸尤其是现存科技在纳米规模时的延伸」。纳米科技的世界为原子、分子、高分子、量子点集合,并且被表面效应所掌控,如范德瓦耳斯力、氢键、电荷、离子键、共价键、疏水性、亲水性和量子穿隧效应等,而惯性和湍流等巨观效应则小得可以被忽略掉…

结构尺寸

(此处为n沟道MOSFET )]] 结构尺寸或称结构宽度()是半导体器件制造、微电子与纳电子的一个尺寸标示。它表示可以可靠地通过光刻工艺制造出的最小结构的数值。用于判定时,通常以周期性线状结构的半距()作为参考结构。因此它也被称为最小特征尺寸(,MFS)。通常用符号F(也可写作f),但这并非标准化。 该术语也被用于数字光学存储介质领域,通常用于表示诸如CD、DVD 与藍光光碟上高地与凹坑的尺寸。纳米技术中(该领域在物理技术语境下研究尺寸…

奈米線

纳米线是一种纳米尺度(10−9 米)的线。 换一种说法,纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构。这种尺度上,量子力学效应很重要,因此也被称作"量子线"。根据组成材料的不同,纳米线可分为不同的类型,包括金属纳米线(如:Ni,Pt,Au等),半导体纳米线(如:InP,Si,GaN 等)和绝缘体纳米线(如:SiO2,TiO2等)。分子纳米线由重复的分子元组成,可以是有机的(如:DNA)或者是无机的(…

纳米材料

纳米材料()是具有纳米结构的材料。广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的材料的总称。由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所谓异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应,因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能。纳米材料的性能往往由量子力学决定。 欧盟委员会则将纳米材料定义为一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1…

纳米网络

纳米网络是由一组几百纳米至几微米级的纳米机器连接而成的网络。它们能够执行如计算、数据储存、检测以及驱动等非常简单的任务。主要应用在生物医学、环境研究、军事技术等领域。纳米网络的通信协议是在IEEE P1906.1中定义的。 通信方法 电磁 新型纳米材料可以传输和接收电磁辐射。新一代纳米电子组件有纳米电池、纳米能量收集系统 、纳米存储器、纳米逻辑电路、纳米天线等。 分子 借助分子也可以实现信息的传输和接收,有行径、流动和扩散等三种方式。 …

1纳米制程

在半导体制造领域,“1纳米制程”是继“2纳米”制程节点之后,金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)微缩进程中的又一重要里程碑。该制程延续了集成电路(IC)技术微型化的行业趋势,这对提升芯片性能、提高晶体管密度以及降低功耗至关重要。 “1纳米”这一术语与晶体管的任何实际物理特征(如栅极长度、金属间距或栅极间距)均无关联。根据电气电子工程师学会(IEEE)发布的2021年版国际设备和系统路线图(IRDS)预测,“1纳米节点”的接触栅极间…

靜電紡絲

靜電紡絲,簡稱電紡(),使用电荷从液体中抽极细(一般在微米或纳米大小)纤维的工程过程。靜電紡絲不需要化学混凝或者高温来从液体里生产固体纤维,这使得这个过程特别宜于用来生产大分子或者复合分子的纤维。靜電紡絲也可以被用来从熔化液里抽取纤维,这样获得的最终产品中没有溶剂的痕跡。 过程 在一滴液体上施加足够高的电压后该液体滴上会形成静电。电荷之间的排斥力抵消液体的表面张力,使得液滴拉长。在电压超过一个阈值后液体会破射出液滴。这个流出的点被称为泰…

蛋白质微阵列

蛋白质微阵列(,亦称为蛋白质芯片)是一种高通量方法,用于跟踪蛋白质的相互作用和活性,并确定它们的功能,并大规模确定的功能。 它的主要优势在于可以并行跟踪大量蛋白质。 该芯片由载玻片、硝酸纤维素膜、珠子或微量滴定板等支持表面组成,捕获蛋白阵列结合到该支持表面上。通常用荧光染料标记的探针分子被添加到阵列中。 探针和固定化蛋白质之间的任何反应都会发出荧光信号,激光扫描仪可以读取该信号。蛋白质微阵列是快速、自动化、经济且高度灵敏,消耗少量样品和…

荷葉效應

荷叶效应(),也称作蓮花效應,是材料工程领域中的一个术语,指莲科植物,尤其是莲(Nelumbo nucifera)葉表面具有超疏水性以及(self-cleaning)特性。蓮葉表面疏水,落在葉面的雨水會因表面張力形成水珠,使水與葉面的接觸角大於150度,只要葉面稍微傾斜,水珠就會滾離葉面,並且可以帶走灰塵和污泥,達到自我潔淨的效果。 原理及證明 尽管莲花通常生长于泥泞的池塘或沼泽,其叶片与花朵却能保持洁净状态。在印度教中,莲花象征着纯洁…

自組裝

、(b) 蛋白質 和 (c) SDS-環糊精複合物的自組裝。 SDS是一種界面活性劑,具有烴尾(黃色)和 SO4 頭(藍色和紅色),而環糊精是糖类環(綠色 C 和紅色 O 原子)。]] 影像。虛線邊界內規則排列的點是鐵原子柱。左插圖是對應的电子衍射圖。比例尺:10 nm。]] ). Upon its evaporation, they may self-assemble (left and right panels) into micr…

纳米化学

纳米化学是化学和纳米科学的交叉学科。纳米化学与根据尺寸、表面、形状和缺陷特性而合成的构件有关。通过进行纳米尺度上的几种化学修饰,科学家们证实了纳米化学材料具有尺寸依赖性。纳米化学在化学、材料、物理、科学、工程、生物和医学等领域均有广泛的应用。纳米化学和其他纳米科学领域的核心概念相同,但这些概念的用法不同。 纳米化学可以由尺寸、形状、自组装、缺陷和生物纳米等概念来描述,任何新的纳米结构的合成都与这些概念有关。纳米结构的合成取决于表面、尺寸…

等离子激元

的质子波导设计]] 等离子激元(),或纳米等离子激元是指沿纳米尺度的金属-电介质界面产生、检测和操纵光频率的信号。 等离子激元顺应了光学器件小型化的趋势,并可应用于传感、显微镜、光通信和生物光子学中。 受光子学()启发,等离子激元学顺应了光学器件微型化的趋势(参见奈米光子學),并广泛应用于传感、显微镜、光通信和生物光子学领域。 原理 等离子体激元通常利用的表面等离子体激元(SPPs)。除了 SPP,由金属纳米颗粒支持的模式被称为等离子体…

石墨烯

晶格結構。]] 石墨烯()又称單層石墨、碳单层,是由石墨剥层制造出几近透明的纯碳材料。石墨烯的碳原子以sp2杂化轨道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,其厚度仅相当于1个碳原子的直径。石墨烯是導熱及導電性极佳的奈米材料,其電阻率(約10-6 Ω·cm)比銅或銀低,可用來發展出更薄、導電更快的新一代電子元件。 石墨烯以前被認為是假設性的結構,無法單獨穩定存在。 石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的纳米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光…

掠入射小角散射

掠入射小角散射(Grazing-incidence small-angle scattering,GISAS)是一种用于研究纳米结构表面与薄膜的衍射技术。其散射探针为光子(掠入射小角X射线散射,grazing-incidence small-angle X-ray scattering,GISAXS)或中子(掠入射小角中子散射,grazing-incidence small-angle neutron scattering,GISANS…

微加工

微加工,或微细加工,是制造微米级及更小尺寸微型结构的过程。历史上,最早的微加工工艺应用于集成电路制造,也称为“半导体制造”或“半导体器件制造”。在过去二十年中,微机电系统(MEMS)、微系统(欧洲用法)、微机械(日语术语)及其子领域,重新使用、调整或扩展了微加工方法。这些子领域包括微流控/ 、光学微机电系统(亦称MOEMS)、射频微机电系统、功率微机电系统(PowerMEMS)、生物微机电系统及其向纳米尺度的延伸(例如纳米机电系统)。平…

漸逝波

(表面等離激元)的示意圖。 遠離表面的場以指數方式消失(右圖),因此這些場在z方向上被描述為漸逝。]] 漸逝波(,又稱為-{zh-cn:渐逝波; zh-tw:隱失波}-、消逝波、消散波、倏逝波、衰逝波等)是指當光波從光密介質入射到光疏介質時,發生全反射而光疏介質一侧所產生的一種電磁波。由於其振幅隨與分界面垂直的深度的增大而呈指数形式衰减,而隨切線方向改變相位,因此也是一種表面波。漸逝波是近场的,强度随着呈指数衰减的,没有被吸收的,其解是…

微机电系统

微机电系统(,縮寫:MEMS)是一种将微电子技术与机械工程融在一起的工业技术,操作范围在微米尺度内。一般微机电系统的尺寸通常在20微米到1毫米之间,且由尺寸为1至100微米的部件组成。 微机电系统与分子纳米技术或分子电子学的超前概念不同。它们内部通常包含一个微处理器和若干获取外界信息的微型传感器。相比大尺寸的机械装置,由于MEMS的大表面积与体积比,MEMS在设计时需要考虑环境电磁作用(例如静电荷和磁矩)和流体动力学(例如表面张力和粘度…

Xenobot

Xenobot(异种机器人)得名於 Xenopus laevis (非洲爪蛙,非洲爪蟾),是一种利用电脑设计的人工合成生物体,设计的主要目的是为了执行某些期望的功能。Xenobot 是由不同的生物细胞组织而合成,因此对于 Xenobot 的定义(机器人,生物,或其他)在科学界还存争议。 有一位研究人员表示:“它们( Xenobots)并非传统的机器人或一种已知的动物种类。它是一种崭新的人工制品: 一个能生存以及可编程的有机体。” 现有的…

纳米医学

纳米医学是随着纳米生物医药发展起来用纳米技术解决医学问题的学科。 纳米技术和材料的发展将将给医学领域带来一场深刻的革命,主要在对付癌症和治疗心血管疾病方面有重要意义。 纳米材料具有与一般材料所不同的物理化学性能。 纳米技术可能将在以下方面对医学产生较大的影响: 使诊断更精确 :应用纳米技术可将微型的诊断仪器植入人体内,可随血液在体内运行,实时将体内信息传送到于体外记录装置。 使治疗更有效 :将常规治疗药物纳米化,可提高药效、减少用量、降…