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纳米材料的性能与应用-电学性能

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-06热度:

电学性能

由于纳米晶体材料中含有大量的晶界,且晶界的体积分数随晶粒尺寸的减小而大幅度上升,此时,纳米材料的界面效应对剩余电阻的影响是不能忽略的。因此,纳米材料的电导具有尺寸效应,特别是晶粒小于某一临界尺寸时,量子限制将使电导量子化(conductance quantization)。因此,纳米材料的电导将显示出许多不同于普通粗晶材料的电导性能,例如:

(1)纳米晶体金属块体材料的电导随着晶粒度的减小而减小。
(2)电阻的温度系数亦随着晶粒的减小而减小,甚至出现负的电阻温度系数。
(3)金属纳米丝的电导被量子化,并随着纳米丝直径的减小出现电导台阶、非线性的⑩I—v⑥曲线及电导振荡等普通粗晶材料所不具有的电导特性。

目前,利用纳米电子学已经成功研制各种纳米器件,单电子晶体管,红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发光二极管。
利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探测器也已经问世。
同时,具有奇特性能的碳纳米管的研制成功,为纳米电子学的发展起到了关键的作用。
碳纳米管是由石墨碳原子层卷曲而成,径向尺寸控制在100 nm以下。
电子在碳纳米管的运动在径向上受到限制,表现出典型的量子限制效应,而在轴向上不受任何限制。
其独特的电学性能使碳纳米管可用于大规模集成电路、超导线材等领域。

纳米技术的发展使微电子和光电子的结合更加紧密,在光电信息传输、存储、处理、运算和显示等方面,使光电器件的性能大大提高。
将纳米技术用于雷达信息处理上,可使其能力提高几十倍至几百倍,甚至可以将超高分辨率纳米孔径雷达放到卫星上进行高精度的对地侦察。

纳米材料的性能与应用-电学性能第1张图

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