纳概学习知识点

纳米材料概论各章知识点2011年8月苏革第1章：概念：纳米、纳米尺度、纳米科学、纳米技术、Moore定律。现代材料和物理学家所称的纳米材料是什么？简述纳米材料科技的研究方法有哪些？优、缺点？纳米科技的提出和发展的背景？纳米科技的最终目的是什么？了解纳米科技发展概况。了解纳米产品的应用。第2章：概念：低维材料、激子、团簇、幻数、纳米颗粒、宏观体系、介观体系、微观体系、调制波长、“超晶格”薄膜。纳米材料的分类？纳米材料的四大特点是什么？纳米材料的四大效应是什么？纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？分子、团簇、超微粒和微晶的四个尺寸区间是如何划分的？简述团簇的稳定结构与幻数。了解研究团簇的意义。简述量子阱体系的构成。简述久保两个理论。什么是库仑阻塞效应？防止纳米晶粒长大的两种策略。请使用具体理论（公式）说明纳米颗粒的量子尺寸效应（能隙变宽）。晶界的迁移与哪些因素有关？异质原子在晶界的偏析有何意义？简述0维、1维、2维、3维材料的结构及电子态密度特征，并用简图表示。如何计算纳米颗粒的界面体积分数φ，颗粒组元体积分数R和单位体积内的界面面积St？纳米粒子内缺陷稳定存在的特征尺寸与那些因素有关？第3章：概念：沉淀法、微乳液、微乳液法、胶束、反胶束、表面活性剂、溶胀胶束、机械合金化、固相反应、大塑性变形、非晶晶化、表面纳米化、纳米结构组装、人工组装、自组装。纳米材料的合成与制备方法有哪些？气相法、液相法、固相法制备纳米材料各自的优缺点有哪些？CVD法制备的纳米材料生成物的生长有哪几种模式？为什么？简述分子束外延（MBE）技术原理。金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）原理，与MBE比较，MOCVD有何优缺点？纳米结构组装的意义？简述沉淀法原理，包括几种方法，各自的优缺点？溶胶-凝胶法原理及分类。水热生长体系中晶粒形成的三种机制？水热条件下纳米晶粒形成过程的三个阶段？简述电解沉积法原理及特点。机械合金化法的优缺点。大塑性变形法原理，及优缺点。非晶晶化法原理，及其优缺点。表面纳米化原理及包括几种类型？第4章：概念：弹性模量、Hall-Petch关系、超塑性、纳米复合材料、准晶、蠕变、超延展性。导致纳米晶金属在拉应力下塑性很低的主要原因是什么？纳米材料的弹性模量、强度和塑性有哪些不同于粗晶材料的特点？纳米材料的密度、缺陷、表面状态及实验条件对其弹性模量、强度和塑性有什么影响？试讨论纳米材料的变形机制。2-2维和0-3维纳米复合材料的力学性能有什么特点？哪些因素对其力学性能有较强的影响？Al基纳米复合材料有哪几种主要类型？其力学性能有什么特点?纳米晶和非晶两相Al合金为什么具有很高的强度？纳米材料能否在较低的应力和(0.2~0.3)Tm较低的温度下产生晶界扩散蠕变？为什么？纳米材料能否在较低的温度和较高的应变速率下产生超塑性？为什么？第5章：概念：库仑台阶、库仑振荡、量子电导、单电子效应、介电常数、介电损耗。纳米材料的电导（电阻）有什么不同于粗晶材料电导的特点？为什么?纳米介电材料具有哪些不同于粗晶介电材料的特点？产生单电子效应的原理？在什么条件下可观察到单电子效应？为什么要研究单电子器件？请推导隧穿过程发生的条件？第6章：概念：超顺磁性、巨磁阻效应、晶粒交换耦合相互作用、磁性液体。纳米磁性材料的哪些磁学性能具有显著的尺寸效应?产生巨磁阻效应的原理是什么？简述纳米颗粒膜中巨磁阻效应产生原因。什么是隧道磁电阻（TMR）效应？纳米软磁材料有哪些不同于普通软磁材料的特点？如何构成纳米复合永磁材料。简述磁性液体的组成。讨论影响磁性液体的稳定性的主要因素。第7章：概念：蓝移、红移、吸收光谱、等离子体、光致发光、荧光、磷光、光过滤。激子在运动过程中消失的途径有哪些？请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象。纳米微粒材料与相同块体材料的光学性质有什么差异?在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？纳米结构材料的发光谱与常规态有很大差别，出现常规态从未观察到的新发光带，应该从哪些方面理解该问题？第8章：概念：热容、定容热容、定压热容、德拜特征温度、热膨胀、熔化、晶粒长大激活能、非晶晶化、界面的过剩体积。请至少举出3个参数来说明纳米材料的热学性质与其晶粒尺寸的关系？纳米材料熔点降低的原因是什么？如何实现纳米材料的过热?为什么说研究纳米晶体材料的热稳定性具有重要意义？请分别用动力学和热力学说明纳米晶体的热稳定性。纳米材料和常规粗晶材料的晶格点阵相比有何特点?非晶晶化法制备的纳米材料与采用其他方法制备的纳米材料相比，随着粒径的增大单位体积内的界面面积的变化有什么不同？第9章：概念：卡宾、多壁碳纳米管、单壁碳纳米管。为什么科学家们对碳60非常感兴趣？要使石墨变成碳纳米管为什么必须从外部施加能量？碳纳米管有几种结构？为什么碳纳米管要进行纯化？碳纳米管可以进行纯化的依据是什么？与微米金刚石膜比较，纳米金刚石膜具有那些优越性？第10章：测量与表征的重要性？为什么说纳米尺度的表征与测量具有一定的难度？电子与样品相互作用会产生哪些信息？通过这些信息可以做哪些事情？SEM、TEM各自的特点？与其它表面分析技术相比，SPM具有哪些独特优点？STM基本原理及模式？AFM基本原理及模式？AFM与STM主要区别是什么？针尖对图像有何影响？什么是Rayleigh散射？什么是Raman散射？Raman光谱原理。第11章：概念：功能材料、光催化材料、电色材料、电致变色、气敏灵敏度、高比表面材料、沸石材料。简述纳米TiO2的光催化原理。晶体结构对TiO2催化性能有何影响？已知某半导体的带隙Eg为2.4eV，请计算能使该半导体激