范文一:纳米是尺寸或大小的度量单位
是尺寸或大小的度量单位,是一米的十亿分之一(千米?米?厘
米?毫米?微米?纳米), 4倍原子大小,万分之一头发粗细。 纳米技术是是指制造体积不超过数百个纳米的物体,其宽度相当于几
十个原子聚集在一起。
什么是“纳米材料”呢?通俗一点说,就是用尺寸只有几个纳米的极
微小的颗粒组成的材料。用纳米颗粒组成的材料却具有许多特异性. 最原始的纳米材料在我国公元前12世纪就出现了,那就是中国的文
房四宝之??墨,墨中的重要成分是烟。实际上,烟是由许多超微粒
炭黑形成的,而制造烟和墨的过程中就包含了所谓的纳米技术。 1984年,一位德国科学家格莱特(Gleiter)把一些极其细微的肉眼
看不见的金属粉末用一种特殊的方法压制成一个小金属块,并对这个
小金属块的内部结构和性能做了详细的研究。结果发现这种金属竟然
呈现出许多不可思议的特异的金属性能和内部结构。这种特殊结构的
物质就构成了纳米材料。
1987年,德国和美国同时报道制备成功二氧化钛纳米(颗粒大小为12纳米),这种陶瓷比单晶体和粗晶体的二氧化钛陶瓷的变形
性能和韧性好得多。例如,纳米陶瓷在180?下能经受弯曲变形而不
产生裂纹,纳米陶瓷零件即使开始时带有裂纹,在经受一定程度的弯
曲变形后,裂纹也不会扩大。
随着纳米科技的发展,人们越来越认识到,只要控制结构颗粒的大小,
就能制造出强度、颜色和可塑性都能满足用户要求的纳米材料。纳米
材料无与伦比的特性,使它在无数领域有着良好的应用前景。
用纳米金属颗粒粉体作催化剂,可加快化学反应过程,大大地提高化
工合成的产率。
如果把金属纳米材料颗粒粉体制成块状金属材料,它会变得十分结
实,强度比一般金属高十几倍,同时又可以像橡胶一样富于弹性。人
们幻想在下一个世纪,总有一天会制造出如此神奇性质的纳米钢材和
纳米铝材。用这种材料制造汽车、飞机或轮船,会使它们的重量减少
到1/10。到那时,一辆摩托车的重量会变成只有20——30千克,
一个女孩子就可以轻易地将它扛起来。 纳米陶瓷粉体作为涂料的添加剂已得到广泛的应用,这些特种涂料涂
在塑料或木材上,具有防火、防尘和耐磨的性能。如果将透明、疏油、
疏水的纳米材料颗粒组合在大楼表面或瓷砖、玻璃上,大楼不会被空
气中的油污弄脏,瓷砖和玻璃也不会沾上水蒸气而永远透明。任何粘
在表面上的物质,经阳光的照射,都会在纳米的催化作用下,变成可
以蒸发的气体或者容易被擦掉的物质,建筑物不再会变得脏乎乎的,
家庭里的卫生设备也不必每天清洗了。 将这种纳米颗粒放到织物纤维中去,做成的衣服不会沾上灰尘,省去
不少洗衣服的麻烦。氧化物纳米颗粒最大的本领是在电场作用下或在
光的照射下迅速改变颜色。
平常人们戴的变色镜变色的迅速较慢,用纳米材料做成的变色镜就不
一样了,变色速度很快,用它做士兵的防护激光镜是再好不过了。
用纳米氧化物材料作成广告板,在电、光的作用下,会变得更加绚丽
多彩。半导体纳米材料的最大用处是可以发出各种颜色的光,可以做
成超小型激光的光源,它还可以吸收太阳光中的光源,把它们直接变
成电能。这种技术一旦实现,太阳能汽车、太阳能住宅就会成为现实,
到那时,人们居住的环境将更加美丽,空气更加清新。 利用特种半导体纳米材料使海水淡化已得到应用;半导体纳米材料作
成的各种传感器,可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,这在
汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。
把不容易被人体吸收的药物或食品,如维生素等做成纳米粉或纳米粉的悬浮液极易被人体吸收。如果在人体外部加以导向,可利用纳米药
物阻断毛细血管饿死癌细胞,那么药物治疗的效果会大大提高。 最近,各国科学家正在致力于研究的碳纳米管材料,是一种非常独特
的材料。它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”,
内部是空的,外部直径只有几到几十个纳米。这样的材料很轻,但是
很结实。它的密度是钢的1/6,而强度却是钢的100倍。用这样轻而柔软,又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。 如果用碳纳米管做绳索,是惟一可以从月球上挂到地球表面,而不被
自身重量所拉断的绳索,如果用它做成地球———月球乘人的电梯,
人们到月球定居就很容易了。
范文二:“纳米”是一种几何尺寸的度量单位…阅读答案
“纳米”是一种几何尺寸的度量单位??
①“纳米”是一种几何尺寸的度量单位,1纳米是1米的十亿分之一,略等于45个原子排列起来的长度。自从扫描隧道显微镜发明后,世界上便诞生了一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科,这就是纳米科技。
②纳米科技以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子世界,它的最终目标是直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。人们普遍认为,纳米科技是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础,将对人类未来产生深远影响。
③从90年代初起,纳米科技得以迅速发展,新名词、新概念不断涌现,如纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学等等。
④科学家为我们勾勒了一幅若干年后的蓝图:纳米电子学将使量子元件代替微电子器件,巨型计算机能装入口袋里;通过纳米化,易碎的陶瓷可以变成韧性的,成为一种重要材料;世界上还将出现1微米以下的机器甚至机器人;纳米技术还能给药物的传输提供新的方式和途径,对基因进行定点等。
⑤正因为如此,世界各国尤其是发达国家都从战略高度部署纳米领域的研究。
1. 根据第①段文字,给“纳米科技”下一个定义。(3分)
2. 从文章看,纳米科技有什么深刻意义?从文中选取有关语句回答。(3分)
3.第①段和第④段中加点的“略”“将”能否删去?请分别简要说明理由。(3分) 《“纳米”是一种几何尺寸的度量单位??》答案
1.纳米科技就是以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿学科。
2.纳米科技是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础,将对人类未来产生深远影响。
3.不能。如果删去“略”,就成了1纳米等于45个原子排列起来的长度;删去“将”,“蓝图”就成了事实,显然与原意不符。
范文三:芯片制造工艺的 22 纳米级意味着什么?这里的纳米单位是指什么?
晶体管栅极是什么作用?它的长度意味着什么?越短越好吗?
【刘竹溪的回答(25票)】:
半导体工业界的“xx nm”(以前是“xx μm”)就是用最小尺寸来表征工艺先进程度。这个最小尺寸的意义其他知友已经解释过,我就不再赘述。
就目前而言,限制这个先进等级的一般是黄光的工艺。电路图的设计会转化为若干层光罩(mask),你可以把光罩理解为一栋大楼里各个楼层的施工图。一片硅晶圆上,我们会先涂上光阻,再用黄光通过光罩对光阻进行曝光,一系列工艺完成后,光罩遮住的地方光阻还在,透了光的地方光阻就没了,图案就从光罩上转移到了晶圆上。在蚀刻和离子注入等工艺中,我们拿带图形的晶圆进行加工,电路图就一层层铺到了晶圆上。
由于光自身有衍射等效应,所以特定波长的光能做到的分辨率是有极限的。选择拥有更高分辨率的光刻工艺就是技术进步的一个关键点。
当然,黄光不是唯一的要素。随着工艺的提升,构筑MOS的方式也在变化,毕竟这是个系统工程嘛。总的来说变化趋势是越来越精细:
比如早期工艺我们用field oxide来隔离不同的MOS,而新的工艺里我们用更精确的shallow trench进行隔离;
比如早期工艺我们用铝来做导线,新的工艺里我们用大马士革工艺的铜做导线;
比如栅极的材质,从金属到多晶硅再到金属,走了一个大循环。
I公司说,浸入式光刻还能战到11nm。我觉着要是能取代浸入式光刻的新黄光工艺出现了,量子效应迟早会走到我们面前。到了那一天,门槛就是基础理论啦。
【钱争予的回答(20票)】:
// 感谢邀请 : )
首先,关于 22nm、32nm……这些数值的意义。
这是「国际半导体技术蓝图(ITRS)」[1] 用来划分半导体制程技术工艺代的节点数值。对此我在另一问题的回答中[2] 有详细解释,可供参考。
概括来说,它描述了该工艺代下加工尺度的精确度。它并非指半导体器件中某一具体结构的特征尺寸,而是一类可以反映出加工精度的尺寸的平均值。比如,在 DRAM 存储单元中,该数值与两条金属线最小允许间距的一半相等;在模拟电路的 MOSFET 中,它可能与最小允许的沟道长度相等。
然后,关于新的先进工艺代的发展意味着什么。
最直观地,它反映出:集成电路通过微电子制造工艺加工生产能达到更大的集成密度——在相同的面积中,有可能容纳更复杂的电路系统,同样功能的电路须占用的体积可能会更少;
对同一电路系统,由于集成度的提高、信号物理路径的缩短,可能达到更大的运行速率;
对于数字电路来说,实现相同计算功能所须的能耗可以更低;
当然未必一定是优点,某些电路模块的功能或许就是提供大功率,它们的设计难度反而会增加。
新的加工工艺可能会在半导体材料中引入新的电学特性,由此可能会引出全新的设计方法;其他等等……
其他一些可能性:在消费领域,当工业界上线新的工艺代后,意味着原先工艺代的产品将会降价,同时同类产品的性能将跃迁入一个新的层次——业界常常称这种现象叫「摩尔定律」;
由于微电子制程技术目前尚依赖「光刻」[3] 技术,而光刻的分辨率仍是有极限的,这也意味着,当工艺代进一步推进、尺寸进一步缩小时,也不得不思考未来加工工艺的发展方向和具体技术上的实现办法。
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[1]?http://www.itrs.net/
[2]?http://www.zhihu.com/question/19772738/answer/13227570
[3]?http://en.wikipedia.org/wiki/Photolithography
【尹昊的回答(6票)】:
泻药
我只是个学生,简单回答下自己知道的吧。话说你题目的问题我没太懂,按我的理解说。我想你会关注这个问题,是因为Intel最近的新款CPU Ivy Bridge的新闻,大概去年5月份的事,Intel推出了三栅极(Tri-Gate)晶体管。对于我们这行,绝对是一次革命性的飞跃,如@李楠@李享所说,更小的管子带来更高的集成度,更低的功耗等等好处(至于峰值频率我持怀疑态度),Tri-Gate使得反型层面积增加,可以用于更高的驱动电流。用过不同工艺仿真的我切身体会到工艺所带来性能的提高。22n意味着什么?
物理含义的话,如@叶小飞 所说,那段是翻译Intel官网的一段介绍http://www.intel.com/content/www/us/en/silicon-innovations/standards-22-nanometers-fun-facts.html?wapkw=3-D%20Tri-Gate
从性能来说,与之前的32n平面晶体管相比,Tri-Gate单晶体管功耗下降50%(毕竟这个官方描述,我记得看过报道,单管和实际应用整体差距还是挺大的,没那么省功耗。),性能提升37%。即在管子在“开”的情况下,尽可能的流过更多电流;在“关”情况下,流过最少的电流;而且两者转换速度快。
详见P18-23:http://www.intel.com/content/www/us/en/silicon-innovations/standards-22nm-3d-tri-gate-transistors-presentation.html?wapkw=3-D%20Tri-Gate
2. 纳米单位指什么?
1000 000 000 nm=1 m,我想你问的更可能是指22n指什么长度,从工艺角度来说,指芯片上晶体管和晶体管之间导线连线的宽度,俗称“线宽”。
3. 关于晶体管栅极
栅极的材质决定了一个叫“阈值电压”(Vth)的东东,而栅-源电压(Vgs)和这个Vth的差可以改变栅极下方区域的导电能力。说的有点理论了,如果感兴趣最好找本集成电路或是半导体相关的书,最简单的理解就是:栅极电压可以控制管子的电流,也便可以实现模拟电路中的增益特性,还可以实现数字电路中的开关特性(CPU是数字电路)。
栅极的长度是个非常重要的指标,在设计中是根据电路设计调整的,其最小长度也可以理解为工艺长度(如22n,貌似一般会比工艺大一点,我不确定)。在极限之前,貌似是量子物理吧,自然是和工艺长度一样越小越好。虽然也会有些问题http://www.cnbeta.com/articles/169709.htm
当然,越小越好对用户来说是绝对正确的(除了价格问题,呵呵),对于设计者来说,尤其模拟设计,苦比哇...
对于Intel这个22n的Tri-Gate,个人觉得主要针对的是移动市场,Intel Atom总拼不过ARM,用上新工艺,希望效果显著,好坐等看各种手机、平板大战,哈哈!
更具体邀请@谢丹、@刘竹溪 前辈补充指正。
【李楠的回答(5票)】:
意味着同样面积可以放下更多的晶体管,或者同样的晶体管可以具有更高的峰值频率,更好的TDP(核定发热功率)和更佳的漏电控制性能。
22nm开始,Intel开始使用3D栅极晶体管
从我们熟知的处理器来说,P4C是130nm的,P4E是90nm的,酷睿是65nm的,酷睿2是45nm的,SNB是32nm的,SNB-E则是22nm的。
可以说,Intel即将把处理器性能再一次带入一个新的巅峰
【李享的回答(5票)】:
22 nm 指的是晶体管栅极的最小长度。
栅极的作用是控制 MOS 管开启与关断。更短的栅极意味着更小的晶体管尺寸,更高的集成度,更小的功耗,也会提高器件的性能。
IC 工业一直以来就把减小尺寸作为主要任务。不过 22 nm 已经接近工艺极限了。
【叶小飞的回答(3票)】:
意味着你要花钱更新的CPU了,当然这是扯淡的话。
22纳米三栅极晶体管的栅极非常小,人的一根头发的宽度就能容纳超过4000个栅极。
如果一幢普通房子按照晶体管的发展速度持续缩小,那么它已经小到你只有通过显微镜才能看到它。要想用肉眼看到22纳米的晶体管,你必须把一块芯片放大到比房子还大。
与英特尔1971年推出的首款4004微处理器相比,22纳米CPU的运行速度提高了4000多倍,而每个晶体管的能耗则降低了5000倍。每个晶体管的价格降低到原来的1/50000。
一个22纳米晶体管可在1秒钟之内开关1000亿次。一个人开关这么多次电灯,差不多需要花2000年时间。
出处:http://cn.sonhoo.com/info/528232.html
【张剑明的回答(1票)】:
当然不是越短越好,它是有极限的,好像是个位数的纳米级别。假如再小的话,会发生一些不良反应,比如静电感应等等。
原文地址:知乎
范文四:纳米技术__纳米是长度单位,原称
纳米技术
纳米是长度单位,原称毫微米,就是10的-9次方米(10亿分之一米)。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说来,人们往往用细如发丝来形容纤细的东西,其实人的头发一般直径为20-50微米,并不细。单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径为5微米,也不算细。极而言之,1纳米大体上相当于4个原子的直径。 纳米技术包含下列四个主要方面:
⒈纳米材料:当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的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。过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现:一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料。
⒉纳米动力学,主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。
⒊纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,dna的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。
⒋纳米电子学,包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操
纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界,它的影响将是巨大的。
在1998年的四月,总统科学技术顾问,Neal Lane 博士评论到,如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响,我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技大挑战机构,资助进行跨学科研究和教育的队伍,包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括:
把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中,这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。由自小到大的方法制造材料和产品,即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。生产出比钢强度大10倍,而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便,更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的奔腾?处理器已经显得十分慢了。运用基因和药物传送纳米级的mri对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官去除在水和空气中最细微的污染物,得到更清洁的环境和可以饮用的水。提高太阳能电池能量效率两
范文五:纳米(长度单位,1nm为10 9m。常用于表示光的
纳米(长度单位,1nm为10 9m。
常用于表示光的
米(m) 1,000,000,000纳米 = 1
1,000,000纳米 = 1 毫米(mm)
1,000纳米 = 1 微米(µm)
有时候也会见到埃米这个单位,为10^-10m。
1纳米 = 10 埃米(记为Å)
所谓纳米技术,是指在0.1~100纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。
纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。
纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技,其最终目标是人类按照自己的意识直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高了前所未有的高度。有资料显示,2010年,纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。
纳米产品
电子器件
以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件:工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。信息存储量大,体积小、重量轻,纳米金属颗粒易燃易爆,几个纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒,一遇到空气就会产生激烈的燃烧,发生爆炸。做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。用
纳米金属颗粒粉体做催化剂,可以加快化学反应速率,大大提高化工合成的产出率。
金属块
纳米金属块体耐压耐拉 将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料强度比一般金属高十几倍,又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船,重量可减小到原来的十分之一。
纳米陶瓷
纳米陶瓷刚柔并济 用纳米陶瓷颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性,为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上,汽车会跑得更快,飞机会飞得更高。
纳米氧化物
纳米氧化物材料五颜六色 纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光枪的眼镜很好,将纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下,会变得更加绚丽多彩。
法力无边纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以做成小型的激光光源,还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器,可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。
纳米药物
纳米药物治病救人,把药物与磁性纳米颗粒相结合,服用后,这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引,使药物集中到患病的组织中,药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管,“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离,也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。
纳米卫星
纳米卫星将飞向天空 在纳米尺寸的世界中按照人们的意愿,自由地剪裁、构筑材料,这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材
料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号,同时还能完成电脑的指令,这就是纳米集成器件。将这种集成器件应用在卫星上,可以使卫星的重量、体积大大减小,发射更容易,成本也更便宜。纳米技术走入百姓生活。
中国在纳米领域的科学发现和产业化研究有一定的优势,目前同美、日、德等国位于国际第一梯队的前列。虽然现在中国己经建立了一定数量的纳米材料生产基地,纳米技术的开发应用也已经兴起,并初步实现了产业化。纳米要实现大规模、低成本的产业化生产,还有许多的工作要做,只有依赖大量的资金和高科技投人才能换取高额的利润回报。
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