第3页 第一章

3 纳米材料的微粒尺寸小到与光波波长或德布罗意波长，超导态的相干长度等物理特征相当或更小，晶体周期的边界条件被破坏，非晶态纳米颗粒表面层附近原子密度减小，使得材料的声光电磁热力学特性出现改变而导致新的特性出现的现象，叫纳米材料的小尺寸效应。如纳米材料的光吸收明显加大，并产生吸收峰的等离子共振频移，非导电材料的导电性出现，磁有序态向磁无序态转化，超导相向正常相的转变，金属熔点的明显降低等。 在纳米材料中微粒尺寸达到与光波波长或相干波长等物理特征尺寸相当或更小时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散并使能隙变宽的现象叫纳米材料的量子尺寸效应。纳米材料中的粒子具有穿过势垒的能力叫隧道效应。宏观物理量在量子相干器件中的隧道疚叫宏观隧道效应，如磁化强度，具有铁磁性的磁铁，其粒子尺寸达到纳米级时，即由铁磁性变为顺磁性或软磁性。介电限域效应，表面缺陷，量子隧穿。
8 纳米材料是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的材料，三个层次，纳米颗粒，纳米固体和纳米组装体系。纳米固体中微粒的结构状态不同可分为，纳米晶体，纳米非晶体和纳米准晶体。纳米相材料和纳米复合材料。10 纳米组装体系：由人要组装合成的纳米结构的材料体系，也称为纳米尺度的图案材料，是以纳米微粒以及它们组成的纳米丝和管为基本单元，在一维，二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。纳米微粒，丝，管可以是有序或无序排列，其特点是热裤照人们的意愿进行设计，使整个体系具有人们期望的特性。可分为，纳米阵列体系，介孔组装体系和薄膜嵌镶体系。目前对纳米阵列体系的研究，集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二维体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本岙的特性以及与基体的界面耦合效应也是热点。按照其中支撑的种类可将其划分为无机介孔和高分子介孔复合体，按支撑体的状态又可分为有序介孔和无序介孔复合体。对纳米微粒膜基于体系的电学，磁学特性，巨磁阻效应。
21 一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解之后，表观上虽然失去了固态物质的刚性，变成了具有流动性的液态物质，但结构上仍然保存着一维或二维有序排列，从而在物理上呈现各向异性，形成一种兼有部分晶体和液体的性质的过渡状态，这种中介状态称为液晶态，处于这种状态下的物质称为液晶。近晶型结构，向列型结构，胆甾型结构。
37 材料的微观结构是材料性能的基础，包括1原子，分子结构，2晶体结构，晶型，晶粒，晶界，晶面，位错，缺陷，共晶等。3颗粒结构，形状，粒径大小，粒径分布等，4相结构，相形状，相界面，相组织等，5表面结构，表面形态，表面缺陷等。6材料内部气孔，夹杂物，弥散相，析出相，裂纹，断口等。7形貌和显微结构类型，每一相的性质，各相的相对量，每一相的形貌特点，几何特征，结晶方位，不同相分布等。
66纳米材料的测试包括，纳米材料的化学成分，物理指标（粒度大小，粒度分布，粒子形状，材料形貌，物相，晶体结构等），纳米粒子的表面分析等，也称材料表征。与普通材料测试不同之处在于纳米材料由纳米颗粒组成，多出了纳米颗粒大小，形态，粒度分布和表面结构的测试。纳米材料测试技术：1定性分析：对材料组成的定性分析，由哪些元素组成及元素含量。2颗粒分析，颗粒形状，粒度粒度分布，颗粒结晶结构等。3结构分析，三维，二维材料结晶结构，物相组成，组分之间的界面，物相形态等。4性能分析，物理的电磁声光等，化学性能的化学反应性，反应能力，在空气和其他介质中的化学性质等。
X-ray photoelectron spectroscopy X射线光电子能谱仪，XPS, Electron spectroscopy for chemical analysis, ESCA 化学分析用的电子能谱。表面分析方法之一，主要用于成分和化学状态分析。其原理是，用单色的X射线照射样品，具有一定能量的入射光子同样品原子相互作用，光致电离产生了光电子，这些光电子从产生之处输运到表面，然后克服逸出功而发射，即X射线光电子发射的三步过程。用能量分析器分析光电子的动能，得到的就是X射线光电子能谱。根据测得的光电子动能可以确定表面存在什么元素以及该元素原子所处的化学状态，即X射线光电子能谱定性分析。根据具有某种能量的光电子数量，便可知道某种元素在表面的含量，即X射线光电子谱定量分析。由于光电子发射过程的后两步都是光电子在表面克服逸出功而发射出去的，因此，得到的信息都是表面的。只有深度极浅，大约在3costheta 范围内产生的光电子，才能够能量无损地输运到表面。
如果用这离子束溅射剥蚀表面，用X射线光电子谱进行分析，两者交替进行，还可得到元素及其化学状态的深度分布，这就是深度剖面分析。
X射线光电子谱仪最适于研究内层电子的光电子谱，如果要研究固体的能带结构，则需用紫外光电子能谱UPS. X射线光电子能谱的最大特色是可以通过测量化学位移很方便的猎取丰富的化学信息。此外，它对样品的损伤是最轻微的，有的材料在离子束或电子束作用下表面很容易发生变化，但X射线影响却很小。它的定量也是最好的，与俄歇相比，分析绝缘材料时荷电问题也比较小。它的缺点是由于X射线不易聚焦，因而照射的面积大，不适合于微区分析。可以得到元素像和化学态像，空间分辨率可以优于10rm,二次离子谱仪。