納米材料概論各章知識點2011年8月蘇革第1章：概念：納米、納米尺度、納米科學、納米技術、Moore定律。現代材料和物理學家所稱的納米材料是什么？簡述納米材料科技的研究方法有哪些？優、缺點？納米科技的提出和發展的背景？納米科技的最終目的是什么？了解納米科技發展概況。了解納米產品的應用。第2章：概念：低維材料、激子、團簇、幻數、納米顆粒、宏觀體系、介觀體系、微觀體系、調制波長、“超晶格”薄膜。納米材料的分類？納米材料的四大特點是什么？納米材料的四大效應是什么？納米顆粒與微細顆粒及原子團簇的區別？分子、團簇、超微粒和微晶的四個尺寸區間是如何劃分的？簡述團簇的穩定結構與幻數。了解研究團簇的意義。簡述量子阱體系的構成。簡述久保兩個理論。什么是庫侖阻塞效應？防止納米晶粒長大的兩種策略。請使用具體理論（公式）說明納米顆粒的量子尺寸效應（能隙變寬）。晶界的遷移與哪些因素有關？異質原子在晶界的偏析有何意義？簡述0維、1維、2維、3維材料的結構及電子態密度特征，并用簡圖表示。如何計算納米顆粒的界面體積分數φ，顆粒組元體積分數R和單位體積內的界面面積St？納米粒子內缺陷穩定存在的特征尺寸與那些因素有關？第3章：概念：沉淀法、微乳液、微乳液法、膠束、反膠束、表面活性劑、溶脹膠束、機械合金化、固相反應、大塑性變形、非晶晶化、表面納米化、納米結構組裝、人工組裝、自組裝。納米材料的合成與制備方法有哪些？氣相法、液相法、固相法制備納米材料各自的優缺點有哪些？CVD法制備的納米材料生成物的生長有哪幾種模式？為什么？簡述分子束外延（MBE）技術原理。金屬有機化合物化學氣相沉積（MOCVD）原理，與MBE比較，MOCVD有何優缺點？納米結構組裝的意義？簡述沉淀法原理，包括幾種方法，各自的優缺點？溶膠-凝膠法原理及分類。水熱生長體系中晶粒形成的三種機制？水熱條件下納米晶粒形成過程的三個階段？簡述電解沉積法原理及特點。機械合金化法的優缺點。大塑性變形法原理，及優缺點。非晶晶化法原理，及其優缺點。表面納米化原理及包括幾種類型？第4章：概念：彈性模量、Hall-Petch關系、超塑性、納米復合材料、準晶、蠕變、超延展性。導致納米晶金屬在拉應力下塑性很低的主要原因是什么？納米材料的彈性模量、強度和塑性有哪些不同于粗晶材料的特點？納米材料的密度、缺陷、表面狀態及實驗條件對其彈性模量、強度和塑性有什么影響？試討論納米材料的變形機制。2-2維和0-3維納米復合材料的力學性能有什么特點？哪些因素對其力學性能有較強的影響？Al基納米復合材料有哪幾種主要類型？其力學性能有什么特點?納米晶和非晶兩相Al合金為什么具有很高的強度？納米材料能否在較低的應力和(0.2~0.3)Tm較低的溫度下產生晶界擴散蠕變？為什么？納米材料能否在較低的溫度和較高的應變速率下產生超塑性？為什么？第5章：概念：庫侖臺階、庫侖振蕩、量子電導、單電子效應、介電常數、介電損耗。納米材料的電導（電阻）有什么不同于粗晶材料電導的特點？為什么?納米介電材料具有哪些不同于粗晶介電材料的特點？產生單電子效應的原理？在什么條件下可觀察到單電子效應？為什么要研究單電子器件？請推導隧穿過程發生的條件？第6章：概念：超順磁性、巨磁阻效應、晶粒交換耦合相互作用、磁性液體。納米磁性材料的哪些磁學性能具有顯著的尺寸效應?產生巨磁阻效應的原理是什么？簡述納米顆粒膜中巨磁阻效應產生原因。什么是隧道磁電阻（TMR）效應？納米軟磁材料有哪些不同于普通軟磁材料的特點？如何構成納米復合永磁材料。簡述磁性液體的組成。討論影響磁性液體的穩定性的主要因素。第7章：概念：藍移、紅移、吸收光譜、等離子體、光致發光、熒光、磷光、光過濾。激子在運動過程中消失的途徑有哪些？請分別從能帶變化和晶體結構來說明藍移現象。納米微粒材料與相同塊體材料的光學性質有什么差異?在化妝品中加入納米微粒能起到防曬作用的基本原理是什么？納米結構材料的發光譜與常規態有很大差別，出現常規態從未觀察到的新發光帶，應該從哪些方面理解該問題？第8章：概念：熱容、定容熱容、定壓熱容、德拜特征溫度、熱膨脹、熔化、晶粒長大激活能、非晶晶化、界面的過剩體積。請至少舉出3個參數來說明納米材料的熱學性質與其晶粒尺寸的關系？納米材料熔點降低的原因是什么？如何實現納米材料的過熱?為什么說研究納米晶體材料的熱穩定性具有重要意義？請分別用動力學和熱力學說明納米晶體的熱穩定性。納米材料和常規粗晶材料的晶格點陣相比有何特點?非晶晶化法制備的納米材料與采用其他方法制備的納米材料相比，隨著粒徑的增大單位體積內的界面面積的變化有什么不同？第9章：概念：卡賓、多壁碳納米管、單壁碳納米管。為什么科學家們對碳60非常感興趣？要使石墨變成碳納米管為什么必須從外部施加能量？碳納米管有幾種結構？為什么碳納米管要進行純化？碳納米管可以進行純化的依據是什么？與微米金剛石膜比較，納米金剛石膜具有那些優越性？第10章：測量與表征的重要性？為什么說納米尺度的表征與測量具有一定的難度？電子與樣品相互作用會產生哪些信息？通過這些信息可以做哪些事情？SEM、TEM各自的特點？與其它表面分析技術相比，SPM具有哪些獨特優點？STM基本原理及模式？AFM基本原理及模式？AFM與STM主要區別是什么？針尖對圖像有何影響？什么是Rayleigh散射？什么是Raman散射？Raman光譜原理。第11章：概念：功能材料、光催化材料、電色材料、電致變色、氣敏靈敏度、高比表面材料、沸石材料。簡述納米TiO2的光催化原理。晶體結構對TiO2催化性能有何影響？已知某半導體的帶隙Eg為2.4eV，請計算能使該半導體激