三、纳米材料(纳米粒子)的特性 1.尺寸效应—Kubo理论 2.表面效应 3.库仑阻塞和量子隧穿 4.个电限域效应
二、纳米材料 (纳米粒子 )的特性 1. 尺寸效应—Kubo 理论 2. 表面效应 3. 库仑阻塞和量子隧穿 4. 介电限域效应
1.尺寸效应 1)量子尺寸效应(Kub公式): 6-(4/3E/N)∝V1 δ,相临电子能级间距;N,粒子内总导电电子数; EF,费米能级;V,粒子体积 当粒子为球形肘,δ∝1/d3 金属能级的不连续和芊导体能级间隙变宽
1. 尺寸效应 1) 量子尺寸效应(Kubo公式)： δ=(4/3)(EF/N) ∝ V-1 δ, 相临电子能级间距；N，粒子内总导电电子数； EF ，费米能级；V，粒子体积 当粒子为球形时， δ ∝ 1/d3 金属能级的不连续和半导体能级间隙变宽
2)小尺寸效应 粒子尺寸与光的波长、单硫筹临界尺寸、超导态的相干 长度相当或更小时,引起的相关物理性质的变化。 光吸收显著增加,并产生吸收峰的等离子共振频移; 磁有序态向磁无序态过渡; 超导相向正常相转变; 纳米粒子熔点的改变:金:熔点1337K,2nm粒子为600K
2) 小尺寸效应： 粒子尺寸与光的波长、单磁筹临界尺寸、超导态的相干 长度相当或更小时，引起的相关物理性质的变化。 ¾ 光吸收显著增加，并产生吸收峰的等离子共振频移； ¾ 磁有序态向磁无序态过渡； ¾ 超导相向正常相转变； ¾纳米粒子熔点的改变：金：熔点1337K，2nm粒子为600K
表面效应 纳米微粒尺寸与表面原子数的关糸 纳米微粒尺寸 包含总原子数表面原子所占比例 d/ nm 4×103 5×102 80 99
2. 表面效应 纳米微粒尺寸与表面原子数的关系 20 40 80 99 3×104 4×103 2.5×102 30 10 4 2 1 表面原子所占比例 % 纳米微粒尺寸 包含总原子数 d/nm
。)33。 )coo a 0)0a。a。 。。000· 00060 图2.4将采取单一立方晶格结构的原 子尽可能以接近回(或球)形进行配置的 超微粒模式图