纳米技术

在0.1纳米到几百纳米的尺度范围内，对原子、分子进行观察、操纵和加工技术。纳米(英文名nanometer)，是一个长度单位，简写为nm。1nm=10^-3μm=10^-6mm=10^-9m。在原子物理中还常使用埃(Å)作单位，1Å=10^-10m，所以1nm=10Å，氢原子的直径为1Å，所以1nm等于10个氢原子一个挨一个排起来的长度。由此可知纳米是一个极小的尺寸，但它又代表人们认识上的一个新的层次，从微米进入到纳米。1977年，美国科学家德雷克斯勒第1次提出“纳米技术”，成立了世界上第1个“纳米科学技术研究组”。纳米科学技术是20世纪80年代末诞生，并正在蓬勃发展的一种高新科技。1981年美国IBM公司在瑞士苏黎世实验室的教授G.宾尼和H.罗雷尔博士发明了扫描隧道电子显微镜(简称STM)。其横向分辨率达0.1nm，纵向分辨率达0.01nm，是目前进行表面分析最精密的仪器，可以直接观察到原子。他们因此获1986年诺贝尔物理学奖。专家预测，纳米科技将成为21世纪的主导新技术之一。科学家认为，如果能在原子尺寸基准上控制纳米机器的结构造型，纳米技术将会带来数不尽的新产品、新工艺、新技术和潜在的利益。例如：❶纳米刻蚀术，中国已能用STM刻出10nm的细线。这种技术可制备高密度的存储器。日本NEC公司研制出超高密度记录技术，记录密度为目前磁盘的3000倍。今后在一张邮票大小的衬底上，可记下400万页报纸刊登的内容。
❷与分子束外延技术结合，制造出三维纳米量子器件，将对微电子、激光技术、光电技术产生革命性影响。1990年7月在美国巴尔的摩召开了国际第1届纳米科学技术会议，中国科学院真空研究所等单位出席会议，这次会议标志着纳米科技领域的正式形成。1992年9月在墨西哥坎昆城召开了国际第1届纳米结构材料会议，正式把纳米材料作为材料科学的一个新的分支公布于世。中国科学院金属研究所、吉林大学和青岛化工学院都有论文发表。中国在1991年11月召开了纳米科技发展战略学术研讨会，制定了纳米科技发展战略对策。1993年8月，STM’93国际会议在北京举行。STM的发明者之一H.罗雷尔参加了会议。材料中的前沿问题研讨——香山科学会议于1995年召开。会上主要讨论：纳米材料的制备、智能材料和生物材料。1997年又召开了纳米化学香山会议，会上研讨中国纳米化学的发展。1999年，中国科学院化学所的科技人员利用纳米加工技术，在石墨表面通过搬迁碳原子而绘制出了1张世界上最小的中国地图——纳米中国地图。如果把它放在1张1 m²的中国地图上，就等于把这张1 m²的中国地图放在中国960万km²的国土上一样。2000年10月1日起，美国开始实施一项称为“美国国家纳米技术倡议——导致下一次工业革命的纳米技术计划”。当时的美国总统克林顿说：“1997年，国家对纳米技术投入了1亿美元。1999年，国家花在纳米技术上的钱为2.5亿美元。现在，我将支持预算为5亿美元的国家纳米倡议。”