高等教育出版社：《物理学教程》教材电子教案（PPT课件，马文蔚第二版）第十六章 量子物理 16-12 纳米材料

本书由三大部分构成。第1、2章是纳米技术的基本情况；第3~7章主要是纳米电、磁、光功能材料及其在电子元器件中的应用；8~10章则主要是纳米电子学的基本知识。三个部分有一定的独立性联结起来又成一体。可供电子科学技术、材料、物理、化工、冶金等学科和相关技术人员使用

PN结的构成:半导体材料的一部分是N型半导体材料,一部分是P型半导体材料型。 N结的性质:单向导电性。电流随电压变化的特性如图XCH007012所示

一、超导材料的应用 二、超导电性的发现 三、两种类型的超导体及磁通行为 四、超导机理/BCS模型 五、Josephson 效应 六、高温超导材料的发现 七、自旋电子材料

离子注入是将某一需要注入的化学元素的原子经电离后变成离子，并将其在电场中加速，获得较高的动能后注入到固体材料表面，以改变该材料表面的物理、化学或机械性能的一种技术。在离子注入过程中，具有一定动能的离子射入固体后，就与固体表层内的原子核和电子发生随机碰撞

高能束流通常是指激光束、电子束及离子 束等载能粒子流,俗称\三束”;其功率密度在 103W/cm2以上,定向作用在金属(材料)的 表面,使照射斑处瞬间产生物理、化学或结构 的变化。 谈及控制,自然涉及束流的强度,形状 及轨迹;工件(材料)的移动和两者之间的介 质(环境)等三个方面,本节主要介绍三束 相关这三个方面的内容

为解决矿山高水充填材料成本较高、粉煤灰等工业废料大量剩余造成资源浪费、环境污染等问题,借助微机控制电子万能试验机(ETM)力学试验系统、扫描电镜扫描装置和X射线衍射分析仪,研究粉煤灰掺量对高水材料物理力学性能的影响规律,并通过物相和微观结构分析探讨其影响机理.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,高水材料的凝结时间逐渐延长,含水率逐渐降低,容重基本不变;掺杂粉煤灰前后高水材料均是一种弹塑性材料,其变形破坏过程可以分为孔隙压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;高水材料的峰值强度、弹性模量和变形模量均随粉煤灰掺量的增加略有降低,残余强度却有所提高;综合考虑高水材料的强度、模量和成本,粉煤灰掺量a为15%是最优掺量,此时峰值强度、弹性模量和变形模量仅分别降低了25%、8.6%和10%,残余强度却提高了50%.物相和微观形貌分析结果表明:粉煤灰的掺量影响了β-C2S的水化进程,导致钙矾石生成量减少,其他水化产物生成量增多,进而破坏了钙矾石结构的整体性和均匀性,最终降低了高水材料的抗压强度

固体材料在使用过程发生的各种物理化学变化（催化、腐蚀、摩擦、磨损、电子发射、……）是从表面向内部逐渐进行的，过程的进行依赖于表面结构与性质。认识表面结构与性质是研究表面间发生各种相互作用的基础。通常金属在固态下都是晶体。原子按一定几何形状有规则排列。基本排列形式有体心立方、面心立方和密排六方。晶体结构不同，力学和物理性能也不同。晶体结构变化可改变表面的摩擦磨损特性（钴在加热时从密排六方晶格转为面心立方晶格，摩擦因数增大）

在最近20多年的时间内，扫描电子显微镜 发展迅速，又综合了X射线分光谱仪、电子 探针以及其它许多技术而发展成为分析型 的扫描电子显微镜，仪器结构不断改进， 分析精度不断提高，应用功能不断扩大， 越来越成为众多研究领域不可缺少的工具， 目前已广泛应用于冶金矿产、生物医学、 材料科学、物理和化学等领域

主要优点:放大倍数大、制样方便、分辨率高、景深 大等 目前广泛应用于材料、生物等研究领域 扫描电子显微镜的成象原理和光学显微镜、透射电子 显微镜均不同,它不是以透镜放大成象,而是以类似 电视摄影显象的方式、用细聚焦电子束在样品表面扫 描时激发产生的某些物理信号来调制成象,近年扫描 电镜多与波谱仪、能谱仪等组合构成用途广泛的多功 能仪器