1、 碳纳米管的发现为低维纳米结构的研究与应用开辟了崭新的方向，随着研究的不断深入，各种新颖的一维纳米材料如非碳纳米管、纳米棒、纳米丝和纳米同轴电缆、纳米带等相继被发现，引起了国际上广泛关注第四讲第四讲 纳米结构单元（纳米结构单元（2）纳米棒、纳米丝纳米棒、纳米丝 准一维实心的纳米材料是指在两维方向上为纳米尺度，长度比上述两维方向上的尺度大得多，甚至为宏观量的新型纳米材料。纵 横比(长度与直径的比率)小的叫纳米棒纳米棒，纵横比大的称作纳米丝纳米丝 至今关于纳米棒与纳米丝之间并没有一个统一的标准，在本书中把长度小于1m的纳米丝称为纳米棒，长度大于l m的称为纳米丝或线 图图4-3 一维纳米线阵列一维
2、纳米线阵列微型森林微型森林同轴纳米电缆同轴纳米电缆 同轴纳米电缆同轴纳米电缆是指芯部为半导体或导体的纳米丝，外包敷异质纳米壳体(导体或非导体)，外部的壳体和芯部丝是共轴的 发展过程发展过程 1997年，法国科学家柯里克斯(Colliex)等在分析电弧放电获得的产物中，发现了三明治几何结构的C-BN-C管，由于它的几何结构类似于同轴电缆，直径又为纳米级，所以称其为同轴纳米电缆(coaxial nanocable) 1998年，日本NEC公司张跃刚等用激光烧蚀法合成了直径为几十nm、长度达50m的同轴纳米电缆。使用BN、C、Si02的混合粉末，形成内部为- SiC芯线，外层为非晶Si02的单芯线纳
3、米电缆，在原材料中再加入 Li3N，则形成另外一种结构的同轴纳米电缆，即芯部为- SiC，中间层为非晶Si02，最外层为石墨型结构的BNC图图 4-11 以以 SiC纳米丝为芯，外包非晶纳米丝为芯，外包非晶 SiO2的同轴纳米电缆的同轴纳米电缆纳米同轴电缆应用纳米同轴电缆应用 自人类第一个晶体管问世以来，其尺寸每18月缩小两倍，到如今的“奔四”仅有100多纳米；预计到2010年晶体管的尺寸将只有几十个纳米，那么这种超高密度集成线路的元件之间用什么连接呢？这是世界科学界共同面临的一道难题 现阶段技术已经难以突破超微极限，各国科学家都寄希望于纳米技术的应用 “同轴纳米电缆除可用于高密度集成元件的连
4、接外，还可作为微型工具和微型机器人的部件；其硬度和金刚石差不多，可制成钻头，是制造纳米器件的极佳工具。肉眼看不见的纳米电缆将改变我们未来生活的许多方面” 科学家还观察到，纳米同轴电缆中电子的传输不同于普通的导体，其传输速度快，能耗更小。“它的诞生还可能为下一代光导纤维的产生奠定基础.” 2001年，王中林等三位留美中国科学家利用高温固体气相法成功合成了ZnO、SnO2，In2O3，CdO和Ga2O3等宽带半导体体系的带状结构，带宽为30300nm，厚510nm，而长度可达几毫米纳米家族的新成员纳米家族的新成员图图4-12 首次合成的氧化物半导体纳米带首次合成的氧化物半导体纳米带 纳米带的横截面
5、是一个窄矩形结构，带宽为30300nm，厚510nm，而长度可达几毫米 纳米管比钢硬，有惊人的导电能力，这些特点使它一度成为纳米科学研究的宠儿。但它在批量生产时发现了缺陷，即稳定性差。材料有缺陷的电子元件在通过电流时，温度可能会异常升高。当今电子设备越变越小，功能越来越强大，这就要求电子元件能够以非常高的密度放入微小的设备中，如果电子元件过热，将会导致整个设备失控 半导体氧化物纳米带不存在碳纳米管的稳定性问题。这些带状结构材料纯度可高达95以上，而且产量大、结构完美、表面干净，并且内部无缺陷、无错位。相比之下，碳纳米管的纯度仅能达到70左右。纳米带的优点使它更早地被投入工业生产中 纳米带是迄今发现具有结构可控且无缺陷的惟一宽带半导体准一维结构 这种结构是用于研究一维功能和智能材料中光、电、热输运过程的理想体系，可以使科学家用单根氧化物纳米带做成纳米尺寸的气相、液相传感器和敏感器或纳米功能及智能光电元件，为纳米光电学打下了坚实的基础
