纳米磁性功能材料

 (一)纳米磁性和介观磁性从本世纪初起,物理学发展的一个重要特点是从经典物理学发展到量子物理学,从宏观物质的研究发展到微观物质和微观结构的研究.     

纳米科技方兴未艾

 最近几年来,纳米科技、纳米科学和纳米技术等新的名词术语在许多国家的报刊、广播和电视等媒体中频频出现,成为一个世界性的热门科技话题．一、什么是纳米科技“纳米”是一个很小的长度计量单位．一纳米（ｎｍ）等于十亿分之一米（１０^－９ｍ）,百万分之一毫米或千分之一微米．纳米尺度比原子尺寸略大（约为十几个原子排列起来那么长）,大约相当于一根头发丝直径的万分之一．纳米世界是相当微观的世界．只有在科学技术高度发展的今天,人们才有可能踏入纳米世界去探索其中的奥秘．纳米科技是在现代物理学和新兴的高新工程技术相互融合的基础上,于２０世纪８０年代迅速形成和发展起来的一门在纳米级的规模上构筑的前沿科学技术．     

经典电子论

经典电子论是指十九世纪末期到二十世纪初期提出来的,将宏观介质的电磁(和光学)的效应归之于其中所含的带电粒子的作用的一种理论。它的提出不仅是电磁理论的一个重要进展,而且是构成狭义相对论和物性微观理论发展中的一个重要环节。现在,关于宏观介质的电磁(以及光学)性质的理论已在原子的核模型和量子力学、量子统计的基础上发展成许多门有关的学科,如原子和分子物理学、固体物理学中的有关部分,以及更加专门的半导体物理学、磁学、电介质物理学和超导电物理学等。 早期的发展有韦伯(Weber,于1846,1871),黎曼(R1emann,于1861)和克劳修斯(…     

神奇的纳米技术与军事革命

 20世纪80年代末,一门新颖、独特、颇具神奇色彩的科学技术---纳米技术悄然兴起,并立即引起世界各国的广泛关注和重视。短短十几年中,纳米技术在世界范围内的研究和应用得到了卓有成效的发展,并已成为21世纪的前沿战略科技。一、神奇的纳米技术1nm=10-9m。所谓纳米技术,是在0.1～100nm的尺度空间内研究电子、原子和分子的运动规律及特性,通过微观环境下操作单个原子、分子或原子团、分子团,以制造具有特定功能的材料或器件为最终目的的一门崭新技术。它包括纳米电子技术、纳米材料技术、纳米机械制造技术、纳米显微技术及纳米物理学和纳米生物学等不同的学科和领域。     

纳米微粒与纳米固体

纳米微粒是指颗粒尺度为纳米量级的超细微粒,它的尺度大于原子簇(Cluster)、小于通常的微粉(Powder),由它所构成的致密凝聚体称为纳米固体,本文将简要地介绍它们的基本性质与意义。纳米微粒属于原子簇与宏观物体交界的过渡区域。从通常的关于微观或宏观的认识来看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,它具有一系列新异的物理、化学特性,涉及到大块样品中所忽     

纳米单晶铜薄膜中孔洞拉伸变形的分子动力学模拟

固体的断裂过程贯通宏、细、微观多个层次尺度，涉及固体力学、材料科学与物理学等领域。细观破坏过程的4种基本构元(孔洞、微裂纹、界面失效、变形局部化等)的起源和演化描述必须在微(纳)观尺度才能完全阐明。从原子尺度运用分子动力学技术模拟纳米单晶铜薄膜中孔洞在拉伸作用下的力学行为和动态断裂过程。     

当前核物理研究的发展动向

按照传统的观点,核物理学是相互作用的 核子及其体系的物理学,主要研究核力、核性 质、核结构及核反应等问题.原子核作为物质 结构中一个重要的承上启下的层次,其物理学 的研究为自然界的基本相互作用(主要是强及 电弱相互作用)为少体及不多不少的多体量子 体系以及为基本对称性的研究提供了天然的实验室,对人们理解从微观物质结构到宏观物质 世界(天文学及宇宙学)具有极为重要的作用. 无疑,核物理学是物理学研究中的重要组成部 分. 从七十年代以来,核物理主要向精细核谱学、重离子核反应及中高能探针引起的核反应等三个方向发展.到八十年代…     

邮票上的物理学史——19世纪与20世纪之交

19世纪末 ,物理学处于一种什么状态呢 ?当时的物理学主要有三方面内容 :经典力学 ,电动力学 ,热力学和统计力学 .这些都是关于宏观现象的物理学 .对于微观现象 ,虽然化学家知道原子、分子的概念至少已有一个世纪 ,物理学家在气体动理论中也已很好地运用原子概念 ,但是对原子的组成和结构则还一无所知 .不过 ,就人们熟悉的日常宏观现象而言 ,物理学已是一门很成熟的学科 .这三门分支都建立了严密的数学形式体系 ,而海王星的发现、麦克斯韦预言的电磁波的证实 ,则表明了物理学的预言力量 .当时许多人都认为 ,物理学已经很完善了 .1 876年 ,当 …     

纳米金属材料的研究进展及战略地位

 纳米材料的含义及其发展背景纳米是一种长度单位,1纳米等于10-9米(即十亿分之一米)。当物质处于纳米级(1～100nm)时,因其独特的结构使之表现出光、电、热、磁和生物活性等特殊功能,人们将这些特殊功能应用于传统工业领域,以改进产品性能、提高质量和降低成本。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。     

纳米技术与我们的生活

 近年以来,“纳米技术”这一词汇不断见诸于媒体,“纳米概念”也被炒得火热。随着“纳米”这个概念逐渐被越来越多的人所认识,纳米产品也已经不再是可望而不可及了。纳米,这个小而又小的尺度永远不可能用肉眼看见,但纳米技术的应用正在改变和即将改变我们的生活。一、纳米与纳米技术“纳米”是一种几何尺寸的度量单位,1纳米为百万分之一毫米,也就是十亿分之一米,约相当于45个原子串在一起的长度,更直观地讲,头发丝的直径就有七八万纳米,因此,纳米世界是一个肉眼看不到的相当微观的世界。     

大型强子对撞机上的大型重离子碰撞实验

探索物质微观结构和新的物质形态始终是人类认识物质世界的基本规律的一个重要组成部分。随着物理学的发展,人类对物质的微观结构的认识逐步深入,先后认识到：物质世界是由原子组成的,     

纳米材料的奇异特性

纳米是一个长度计量单位,1纳米等于10^-9米,纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下（1-100nm）的微小结构,纳米技术是在纳米尺寸上对物质和材料进行研究处理的技术,其本质上是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术。目前,世界上已形成发展纳米科技的“三大板块”的格局,即美国、亚洲和欧盟,纳米科技的研究和发展已进入一个新阶段,纳米技术将引起一场各个领域生产方式的变革,也将改变未来人们的生活方式和工作方式。     

纳米多晶铁的冲击相变研究

利用分子动力学方法研究了不同晶粒度的纳米多晶铁在冲击压缩下的结构相变过程,模拟结果表明:纳米多晶铁的冲击结构相变(由体心立方(bcc)结构 α 相到六角密排(hcp)结构 ε 相)发生的临界冲击应力在15 GPa左右.纳米多晶铁在经过弹性压缩变形后,晶界导致的塑性变形开始发生,然后大多数相变从晶界成核并最终发展为大规模相变.不同变形过程在应力和粒子速度剖面上能得到清晰的体现,并通过微观原子结构分析分辨.冲击压缩后的微观结构以晶界原子和以fcc结构原子充当孪晶界的hcp原子为主.晶粒度明显影响晶界变形及相变 关键词： 冲击相变 纳米多晶铁 冲击波 分子动力学     

原子分子纳米科学教育部重点实验室(清华大学原子分子纳米科学研究中心)

实验室的总体发展目标是：开展原子、分子及纳米尺度的理论和实验研究。主要研究方向为：1、原子分子与纳米层次的探测、识别与控制的物理基础;2、原子、分子、团簇结构与动力学；3、纳米尺度上材料合成、微观结构与特性；4、原子分子超灵敏谱学及其在生物医学、环境、资源等的应用。原子分子纳米科学教育部重点实验室(清华大学原子分子纳米科学研究中心)     

邮票上的物理学史B33——19世纪与20世纪之交

19世纪末,物理学处于一种什么状态呢? 当时的物理学主要有三 方面内容：经典力学,电动力学,热力学和统计力学. 这些都是关于宏观现象的物理学. 对 于微观现象,虽然化学家知道原子、分子的概念至少已有一个世纪,物理学家在气体动理论 中也已很好地运用原子概念,但是对原子的组成和结构则还一无所知. 不过,就人们熟悉的 日常宏观现象而言,物理学已是一门很成熟的学科. 这三门分支都建立了严密的数学形式体 系,而海王星的发现、麦克斯韦预言的电磁波的证实,则表明了物理学的预言力量. 当时许 多人都认为,物理学已经很完善了. 1876年,当18岁的普朗克面临职业选择时,他的老师vo n Jolly劝告说：“不值得去当一个物理学家. 物理学已接近于完成了,我们已经知道它的 基本定律. 只是在一些角落里还有一些模糊不清之处有待弄清楚.”1894年,美国著名物理 学家迈克耳孙在为芝加哥大学的一座新物理实验室落成而发表的演说中也宣称,基础物理 学中作出新发现的年代可能已经过去了,“虽然不能绝对肯定在物理科学的未来发展中一定 不会再现比以往更辉煌的奇迹,但似乎可以说,绝大部分基本原理都已牢靠地建立了,进一 步的进展主要是探索这些原理对所有那些我们还没有注意到的现象的纯粹应用. ……物理科 学的未来真理要在第六位小数上去找.”意即仅仅在于已知结果精度的改进.     

凝聚态物理学简介

一、什么是凝聚态物理学 固体和液体是由原子、分子集聚起来,具有很强内聚力的有一定体积的物体,这类物体称为凝聚态物质.凝聚态物理学就是研究凝聚态物质的物理性质、微观结构、微观运动状态及其相互关系的学科. 从历史上来说,凝聚态物理学是由固体物理学发展而来的.近年来,固体物理学的研究领域有了很大的扩展,研究对象由内部原子(或分子)呈周期排列的晶态固体发展到内部原子(或分子)没有规则排列的非晶态固体;又发展到结构与非晶态固体相似的液体;还有在一些方向上不规则,但在另一些方向上有某种规则排列的液态晶体(简称液晶);在极低温下…     

纳米科技与生活

 纳米科技是当前全球都在谈论的热门话题,是80年代末、90年代初逐渐发展起来的前沿科技领域,它的迅速发展将促使21世纪的几乎所有领域产生一场革命性的变化。关注纳米就是关注我们的未来。一、何为纳米科技“纳米”(nm)为一米的10亿分之一,纳米科技中的“纳米”为10～9nm,发丝的直径约为8万纳米,原子的直径在01～03纳米之间。所谓纳米科技,是指用数千个分子或原子制造新型材料或微型器件的科学技术,是指在01～100nm尺度空间,研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学科。     

微米和纳米级微粒间的交换作用及其对磁性材料性能的影响

介绍了物质结构的三个不同层次（微观－原子之间；宏观－微米级颗粒之间；介观－纳米级晶粒之间）的交换相互作用，重点讨论了纳米磁性材料中的交换耦合相互作用与材料磁性能的关系。     

暗物质模型简介

 粒子物理学的基本任务之一是探究宏观物质世界的微观起源。以粒子物理标准模型(二十世纪六七十年代)为代表性成就的二十世纪,是粒子物理学的黄金时期。在规范对称性的框架下,标准模型成功地统一了微观世界中(由夸克、轻子和传递相互作用的规范粒子组成)除引力之外的三种基本相互作用： 电磁相互作用(确切地说超荷相互作用)、弱相互作用和强相互作用。换句话说,从标准模型出发,几乎可以解释一切目前实验室微观物理现象。     

纳米光刻技术

纳米科学技术将成为新世纪信息时代的核心。纳米量级结构作为研究微观量子世界的重要基础之一,其制作技术是整个纳米技术的核心基础,已成为当前世界科学研究急需解决的问题。文章针对上前的科技发展情况,介绍了几种纳米光刻技术的实现新途径、发展现状和关键问题。详细阐述了波前工程、电子束光刻、离子束光刻、Ｘ射线光刻原子光刻、干涉光刻、极紫外光刻以及１５７光刻的原理和实现难点。作为下一代各种光刻技术,它们都有望实现