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量子隧道效应特性

2022/07/16141 作者:佚名
导读:量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及量子隧道效应都是纳米微粒与纳米固体的基本特性。除此之外,纳米材料还有在此基础上的介电限域效应、表面缺陷、量子隧穿等。这些特性使纳米微粒和纳米固体表现出许多奇异的物理、化学性质,出现一些“反常现象”。例如金属为导体,在低温时纳米金属微粒由于量子尺寸效应会呈现电绝缘性;一般PbTiO3,BaTiO3和SrTiO3等是典型铁电体,但当其尺寸进入纳米数量级就会变成顺电体

量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及量子隧道效应都是纳米微粒与纳米固体的基本特性。除此之外,纳米材料还有在此基础上的介电限域效应、表面缺陷、量子隧穿等。这些特性使纳米微粒和纳米固体表现出许多奇异的物理、化学性质,出现一些“反常现象”。例如金属为导体,在低温时纳米金属微粒由于量子尺寸效应会呈现电绝缘性;一般PbTiO3,BaTiO3和SrTiO3等是典型铁电体,但当其尺寸进入纳米数量级就会变成顺电体;铁磁性的物质进入纳米尺度(~5nm)时,由多畴变成单畴,于是显示极强顺磁效应;当粒径为十几纳米的氮化硅微粒组成了纳米陶瓷时,已不具有典型共价键特征,界面键结构出现部分极性,在交流电下电阻很小;化学惰性极高的金属铂制成纳米粒子(铂黑)后,却成为活性极好的催化剂;金属由于光反射现象呈现出各种美丽的颜色,而金属的纳米粒子光反射能力显著降低,通常可低于1%,由于小尺寸和表面效应使纳米粒子对光吸收表现极强能力;由纳米粒子组成的纳米固体在较宽谱范围显示出对光的均匀吸收性,纳米复合多层膜在7~17GHz频率的吸收峰高达14dB,在10dB水平的吸收频宽为2GHz;颗粒为6nm的纳米Fe晶体的断裂强度较之多晶Fe提高12倍;纳米Cu晶体自扩散是传统晶体的1016至1019倍,是晶界扩散的103倍;纳米金属Cu的比热是传统纯Cu的两倍;纳米固体Pd热膨胀提高一倍;纳米Ag晶体作为稀释致冷机的热交换器效率较传统材料高30%;纳米磁性金属的磁化率是普通金属的20倍,而饱和磁矩是普通金属的1/2 。2100433B

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