納米加工技術(shù)

1、1. 1. 納米加工技術(shù)納米加工技術(shù) 納米（納米（NanometerNanometer）, ,是一個(gè)長(zhǎng)度單位，簡(jiǎn)寫(xiě)為是一個(gè)長(zhǎng)度單位，簡(jiǎn)寫(xiě)為nmnm。1nm=10-3m=10-9m1nm=10-3m=10-9m。納米技術(shù)納米技術(shù)是是2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末期誕生并在蓬勃年代末期誕生并在蓬勃發(fā)展的一種高新科學(xué)技術(shù)。納米不僅是一個(gè)空間尺度上的概念，發(fā)展的一種高新科學(xué)技術(shù)。納米不僅是一個(gè)空間尺度上的概念，而且是一種新的思維方式，即生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越細(xì)，以至于在納米而且是一種新的思維方式，即生產(chǎn)過(guò)程越來(lái)越細(xì)，以至于在納米尺度上直接由原子、分子的排布制造的具有特定功能的產(chǎn)品。尺度上直接由原子、分子的排布

2、制造的具有特定功能的產(chǎn)品。2. 2.納米技術(shù)的含義納米技術(shù)的含義 納米技術(shù)是指納米級(jí)（納米技術(shù)是指納米級(jí)（0.1100nm）的材料、設(shè)計(jì)、制造、）的材料、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)。它將加工和測(cè)量精度從微米級(jí)提高到測(cè)量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)。它將加工和測(cè)量精度從微米級(jí)提高到納米級(jí)。納米級(jí)。3.納米技術(shù)的主要內(nèi)容納米技術(shù)的主要內(nèi)容 納米技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，從基礎(chǔ)研究角度來(lái)看，納米技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，從基礎(chǔ)研究角度來(lái)看，納米技術(shù)包括：納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米化學(xué)、納米材料納米技術(shù)包括：納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米化學(xué)、納米材料和納米機(jī)械學(xué)等新學(xué)科。和納米機(jī)械學(xué)等新學(xué)

3、科。一納米加工技術(shù)一納米加工技術(shù) 3.2.5 3.2.5 納米加工技術(shù)納米加工技術(shù)4.納米級(jí)加工納米級(jí)加工納米級(jí)加工是指：納米級(jí)加工是指：加工精度高于加工精度高于10-3m，表面粗糙度表面粗糙度Ra小于小于0.005m，達(dá)到納米級(jí)精度。包括納米級(jí)尺寸精度、納米級(jí)幾何形狀精度和達(dá)到納米級(jí)精度。包括納米級(jí)尺寸精度、納米級(jí)幾何形狀精度和納米級(jí)表面質(zhì)量。納米級(jí)表面質(zhì)量。納米級(jí)加工方法包括：納米級(jí)加工方法包括：機(jī)械加工、化學(xué)腐蝕、能量束加工、復(fù)合機(jī)械加工、化學(xué)腐蝕、能量束加工、復(fù)合加工、掃描隧道顯微加工等。加工、掃描隧道顯微加工等。納米級(jí)機(jī)械加工方法包括：納米級(jí)機(jī)械加工方法包括：?jiǎn)尉Ы饎偸毒叩某苣?/p>

4、削；金剛單晶金剛石刀具的超精密磨削；金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪的超精密磨削及鏡面磨削；衍磨和砂帶石砂輪和立方氮化硼砂輪的超精密磨削及鏡面磨削；衍磨和砂帶拋光等固定磨料工具的加工；衍磨、拋光等自由磨料的加工等。拋光等固定磨料工具的加工；衍磨、拋光等自由磨料的加工等。 納米標(biāo)準(zhǔn)納米標(biāo)準(zhǔn)納米生物納米生物與納米醫(yī)學(xué)與納米醫(yī)學(xué)納米器納米器件研究件研究納米技納米技術(shù)應(yīng)用術(shù)應(yīng)用納米檢測(cè)納米檢測(cè)與表征與表征納米材納米材料研究料研究納米安全性納米安全性研究研究納米仿生學(xué)納米仿生學(xué)納米技術(shù)納米技術(shù)與納米加工與納米加工納米科技的相關(guān)研究領(lǐng)域納米科技的相關(guān)研究領(lǐng)域主要研究?jī)?nèi)容：主要研究?jī)?nèi)容：（1）開(kāi)展結(jié)構(gòu)與智能協(xié)同效

5、應(yīng)及規(guī)律研）開(kāi)展結(jié)構(gòu)與智能協(xié)同效應(yīng)及規(guī)律研究，開(kāi)發(fā)具有特定性能的納米結(jié)構(gòu)和納米究，開(kāi)發(fā)具有特定性能的納米結(jié)構(gòu)和納米材料；材料；（2）開(kāi)展仿生智能材料特異物性機(jī)理與）開(kāi)展仿生智能材料特異物性機(jī)理與相關(guān)制備技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)新型生物醫(yī)學(xué)工相關(guān)制備技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)新型生物醫(yī)學(xué)工程材料；程材料；（3）利用納米加工與組裝技術(shù)，開(kāi)展用）利用納米加工與組裝技術(shù)，開(kāi)展用于生命科學(xué)的新探測(cè)方法及器件研究；于生命科學(xué)的新探測(cè)方法及器件研究；（4）開(kāi)展納電子學(xué)研究，開(kāi)發(fā)與高分辨）開(kāi)展納電子學(xué)研究，開(kāi)發(fā)與高分辨成像和生物傳感等方面相關(guān)的納米器件與成像和生物傳感等方面相關(guān)的納米器件與系統(tǒng)。系統(tǒng)。 納米器件及其相關(guān)材料納米器件

6、及其相關(guān)材料主要研究?jī)?nèi)容：主要研究?jī)?nèi)容：（1 1）開(kāi)展相關(guān)納米結(jié)構(gòu)與納米材料的生）開(kāi)展相關(guān)納米結(jié)構(gòu)與納米材料的生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)及在外場(chǎng)中的響應(yīng)研究，探物醫(yī)學(xué)效應(yīng)及在外場(chǎng)中的響應(yīng)研究，探索新的物理、化學(xué)和生物學(xué)現(xiàn)象；索新的物理、化學(xué)和生物學(xué)現(xiàn)象；（2 2）開(kāi)展亞細(xì)胞水平追蹤單分子或功能）開(kāi)展亞細(xì)胞水平追蹤單分子或功能復(fù)合體構(gòu)象變化研究；復(fù)合體構(gòu)象變化研究；（3 3）發(fā)展生物醫(yī)學(xué)器件與微電子、光電）發(fā)展生物醫(yī)學(xué)器件與微電子、光電子技術(shù)兼容的界面技術(shù)；子技術(shù)兼容的界面技術(shù)；（4 4）開(kāi)發(fā)用于疾病早期診斷治療的納米）開(kāi)發(fā)用于疾病早期診斷治療的納米藥物載體及新劑型、微型智能化醫(yī)療器藥物載體及新劑型、微型智能

7、化醫(yī)療器械等。械等。 納米生物技術(shù)與納米醫(yī)學(xué)納米生物技術(shù)與納米醫(yī)學(xué)主要研究?jī)?nèi)容：主要研究?jī)?nèi)容：（1 1）開(kāi)展仿生關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)系統(tǒng)研究，開(kāi)發(fā)）開(kāi)展仿生關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)系統(tǒng)研究，開(kāi)發(fā)新型高密度存儲(chǔ)器與基于仿生原理的關(guān)聯(lián)新型高密度存儲(chǔ)器與基于仿生原理的關(guān)聯(lián)讀寫(xiě)技術(shù)；讀寫(xiě)技術(shù)；（2 2）開(kāi)展能夠辨別或能夠自主學(xué)習(xí)辨別）開(kāi)展能夠辨別或能夠自主學(xué)習(xí)辨別圖形、文字、聲音等信息的自組織機(jī)；圖形、文字、聲音等信息的自組織機(jī)；（3 3）開(kāi)展基于新型納米器件的人造神經(jīng)）開(kāi)展基于新型納米器件的人造神經(jīng)纖維、人造神經(jīng)元、人工記憶神經(jīng)元等研纖維、人造神經(jīng)元、人工記憶神經(jīng)元等研究，組成仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；究，組成仿生神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；（4 4）開(kāi)展

8、仿生計(jì)算機(jī)研究，開(kāi)發(fā)可能突）開(kāi)展仿生計(jì)算機(jī)研究，開(kāi)發(fā)可能突破硅基集成電路極限的新型納電子器件及破硅基集成電路極限的新型納電子器件及仿生電路邏輯系統(tǒng)。仿生電路邏輯系統(tǒng)。納米仿生技術(shù)納米仿生技術(shù) 納米生物安全納米生物安全主要研究?jī)?nèi)容：主要研究?jī)?nèi)容：（1 1）利用納米技術(shù)，發(fā)展對(duì)化學(xué)）利用納米技術(shù)，發(fā)展對(duì)化學(xué)成分、細(xì)菌或病毒、輻射劑量及成分、細(xì)菌或病毒、輻射劑量及爆炸物進(jìn)行精確快速探測(cè)的技術(shù)爆炸物進(jìn)行精確快速探測(cè)的技術(shù)與方法，開(kāi)發(fā)超微量化學(xué)試劑與與方法，開(kāi)發(fā)超微量化學(xué)試劑與生物試劑探測(cè)與防護(hù)技術(shù)；生物試劑探測(cè)與防護(hù)技術(shù)；（2 2）開(kāi)展納米技術(shù)自身安全性研）開(kāi)展納米技術(shù)自身安全性研究，重點(diǎn)是納米材料與

9、技術(shù)對(duì)環(huán)究，重點(diǎn)是納米材料與技術(shù)對(duì)環(huán)境、健康及安全的影響，納米材境、健康及安全的影響，納米材料，納米器件加工與系統(tǒng)集成過(guò)料，納米器件加工與系統(tǒng)集成過(guò)程中的安全性及生物學(xué)效應(yīng)等。程中的安全性及生物學(xué)效應(yīng)等。納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)觀(guān)察和研究固體表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)觀(guān)察和研究固體表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)123456退出返回2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)觀(guān)察觀(guān)察DNA分子分子揭示生命的奧秘揭示生命的奧秘123456退出返回2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)觀(guān)察觀(guān)察DNA分子分子揭示生命的奧秘揭示生命的奧秘123456退出返回2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)改造微觀(guān)世界的手段改造微觀(guān)世界的手段 操縱原子不是夢(mèng)操縱原子不是夢(mèng)123

10、456退出返回2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)“IBM ”最小的商標(biāo)最小的商標(biāo)28個(gè)二氧化碳分子個(gè)二氧化碳分子排成的排成的納米小人納米小人123456退出返回 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)構(gòu)造超微結(jié)構(gòu)構(gòu)造超微結(jié)構(gòu)量子圍欄圖量子圍欄圖2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)進(jìn)行納米級(jí)微加工進(jìn)行納米級(jí)微加工表面刻蝕表面刻蝕123456退出返回2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)進(jìn)行納米級(jí)微加工進(jìn)行納米級(jí)微加工表面刻蝕表面刻蝕123456退出返回2 納米科學(xué)技術(shù)納米科學(xué)技術(shù)進(jìn)行納米級(jí)微加工進(jìn)行納米級(jí)微加工表面刻蝕表面刻蝕600nm石墨表面上刻蝕石墨表面上刻蝕123456退出返回砷化鎵砷化鎵GaAsGaAs表面的真空表面的真空S

11、TMSTM圖像圖像硅表面硅表面7 77 7重構(gòu)圖重構(gòu)圖Na過(guò)飽和吸附于GaAs表面的真空STM圖像石墨表面碳原子的規(guī)則排列石墨表面碳原子的規(guī)則排列吸附在鉑晶體表面的碘原子吸附在鉑晶體表面的碘原子二、研究?jī)?nèi)容二、研究?jī)?nèi)容 生物科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、納米科學(xué)生物科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、納米科學(xué) 技術(shù)是本世紀(jì)內(nèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主流。技術(shù)是本世紀(jì)內(nèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主流。 、納米材料：創(chuàng)造和制備優(yōu)異性能的納、納米材料：創(chuàng)造和制備優(yōu)異性能的納 米材料米材料是納米科技最為重要的研究領(lǐng)域?？梢哉f(shuō)是納米科技最為重要的研究領(lǐng)域。可以說(shuō)，誰(shuí)掌握了納米材料，誰(shuí)就掌握了，誰(shuí)掌握了納米材料，誰(shuí)就掌握了21世紀(jì)納世紀(jì)納米科技

12、發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。米科技發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。 、納米器件：設(shè)計(jì)、制備各種納米器件、納米器件：設(shè)計(jì)、制備各種納米器件和裝置和裝置納米孔納米孔DNA測(cè)控儀測(cè)控儀不同尺度的不同尺度的CuTCNQCuTCNQ有機(jī)單晶納米材料與三維納有機(jī)單晶納米材料與三維納米結(jié)構(gòu)米結(jié)構(gòu)CuPc單晶納米帶與納米晶體管用于新一代34納米NAND器件生產(chǎn)的300毫米晶圓，可切割出400個(gè)左右的32Gb芯片三三 納米技術(shù)與應(yīng)用納米技術(shù)與應(yīng)用 納米技術(shù)在世界各國(guó)納米技術(shù)在世界各國(guó)納米納米技術(shù)與經(jīng)濟(jì)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)納米技術(shù)與當(dāng)代中國(guó)納米技術(shù)與當(dāng)代中國(guó)本研究小組的工作與展望本研究小組的工作與展望2.1 2.1 國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展199

13、0年，IBM公司用原子排出“IBM”1991年，NEC實(shí)驗(yàn)室觀(guān)察到碳納米管合成了其它納米管材料2.1 2.1 國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展實(shí)心的納米棒、納米線(xiàn)、量子線(xiàn)2.1 2.1 國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展朗訊公司和牛津大學(xué): 納米鑷子碳納米管“秤”，稱(chēng)量一個(gè)病毒的重量稱(chēng)量單個(gè)原子重量的“納米秤”2.1 2.1 國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展國(guó)外納米技術(shù)進(jìn)展DNA開(kāi)關(guān)2.2 2.2 納米技術(shù)在美國(guó)納米技術(shù)在美國(guó)2010年: 80萬(wàn)納米科技人才,GDP1萬(wàn)億美元, 200萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)能源部的8項(xiàng)優(yōu)先研究中，6項(xiàng)有關(guān)納米材料本世紀(jì)前10年幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域之一制定了“國(guó)家納米技術(shù)倡議”(NNI):l納米材

14、料l納米電子學(xué)、光電子學(xué)和磁學(xué)l納米醫(yī)學(xué)和生物學(xué) 2.2 2.2 納米技術(shù)在美國(guó)納米技術(shù)在美國(guó)軍工: 隱形飛機(jī)表面涂料、艦船表面納米涂料美國(guó)總統(tǒng)布什2003.12.3日簽署了21世紀(jì)納米技術(shù)研究開(kāi)發(fā)法案，批準(zhǔn)聯(lián)邦政府在從2005財(cái)政年度開(kāi)始的4年中共投入約37億美元，用于促進(jìn)納米技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)2.3 2.3 納米技術(shù)在日本納米技術(shù)在日本國(guó)會(huì)國(guó)會(huì): 21世紀(jì)前世紀(jì)前20年的立國(guó)之本年的立國(guó)之本著名大企業(yè)著名大企業(yè): 納米實(shí)用化技術(shù)的計(jì)劃納米實(shí)用化技術(shù)的計(jì)劃l三菱化工建立了三菱化工建立了(富勒烯富勒烯)納米碳管生產(chǎn)納米碳管生產(chǎn)線(xiàn)線(xiàn)l自潔凈玻璃、光催化凈化水或空氣自潔凈玻璃、光催化凈化水或空氣2.4

15、 2.4 納米技術(shù)在其它國(guó)家納米技術(shù)在其它國(guó)家韓國(guó)韓國(guó)：全國(guó)納米技術(shù)研究院、納米顯示技：全國(guó)納米技術(shù)研究院、納米顯示技術(shù)術(shù)印度印度：像抓軟件產(chǎn)業(yè)那樣抓納米科技：像抓軟件產(chǎn)業(yè)那樣抓納米科技德國(guó)德國(guó)：把發(fā)展納米技術(shù)定位在新能源、新：把發(fā)展納米技術(shù)定位在新能源、新環(huán)境，全面帶動(dòng)納米技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)環(huán)境，全面帶動(dòng)納米技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展展法國(guó)法國(guó)：國(guó)家納米科技中心、納米產(chǎn)業(yè)基金：國(guó)家納米科技中心、納米產(chǎn)業(yè)基金世界世界都在迎接納米時(shí)代的到來(lái)都在迎接納米時(shí)代的到來(lái)2.5 2.5 納米技術(shù)在中國(guó)納米技術(shù)在中國(guó)1993年，年，中科院中科院操縱原子寫(xiě)字操縱原子寫(xiě)字2.5 2.5 中國(guó)納米技術(shù)進(jìn)展中國(guó)納米技術(shù)進(jìn)展中科院物理所中科院物理所制備出大面積碳納米管陣制備出大面積碳納米管陣列列; ;合成了當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)的纖維級(jí)碳納米管合成了當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)的纖維級(jí)碳納米管中國(guó)科技大學(xué)中國(guó)科技大學(xué): :氮化鎵粉體氮化鎵粉體清華大學(xué)清華大學(xué): :氮化鎵納米棒氮化鎵納米棒中國(guó)科技大學(xué)中國(guó)科技大學(xué): :從四氯化碳制備出金剛石從四氯化碳制備出金剛石納米粉，被譽(yù)為納米粉，被譽(yù)為“稻草變黃金稻草變黃金”2.5 2.5 中國(guó)納米技術(shù)應(yīng)用中國(guó)納米技術(shù)應(yīng)用中科院化冶所中科院化