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納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用,激光、光通訊,經(jīng)濟管理學院2011級會計四班黃世園20111406,CompanyLogo,納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用,納米技術(shù)的發(fā)展，使微電子和光電子的結(jié)合更加緊密，在光電信息傳輸、存貯、處理、運算和顯示等方面，使光電器件的性能大大提高。,納米激光器,,據(jù)報道，世界上最早的納米激光器是由美國加州大學伯克利分校的科學家于2001年制造的，當時使用的是氧化鋅納米線，可發(fā)射紫外光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍色到深紫外的激光。,納米導線激光器,2001年，美國加利福尼亞大學伯克利分校的研究人員在只及人的頭發(fā)絲千分之一的納米光導線上制造出世界最小的激光器一納米激光器,紫外納米激光器,繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學的化學家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。,量子阱激光器,在量子力學中，把能夠?qū)﹄娮拥倪\動產(chǎn)生約束并使其量子化的勢場稱之成為量子阱。而利用這種量子約束在半導體激光器的有源層中形成量子能級，使能級之間的電子躍遷支配激光器的受激輻射，這就是量子阱激光器。目前，量子阱激光器有兩種類型：量子線激光器和量子點激光器。,微腔激光器,微腔激光器是當代半導體研究領(lǐng)域的熱點之一，它采用了現(xiàn)代超精細加工技術(shù)和超薄材料加工技術(shù)，具有高集成度、低噪聲的特點，其功耗低的特點尤為顯著,新型納米激光器,,2003年1月16日出版的《自然》雜志曾報道，美國哈佛大學成功開發(fā)出一種新型納米激光器，它比人的頭發(fā)絲還細千倍，安裝在微芯片上，能提高計算機磁盤和光子計算機的信息存儲量。,光通訊也即光通信,光通信的發(fā)展在于元器件的發(fā)展,而元器件的發(fā)展要從材料上進行革命。納米技術(shù)的應(yīng)用研究表明可以突破傳統(tǒng)極限,使微電子和光電子的結(jié)合更加緊密,光電器件的性能大大提高,納米技術(shù)在通信領(lǐng)域的作用且受到世界各國的廣泛重視。,電光信息電子器,,,納米光纖是納米光導纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。光導纖維由前香港中文大學校長高錕發(fā)明。,納米光纖,納米級導電纖維,1999年12月,日本研究人員研制出一種僅有一個分子粗細的導電纖維,可謂世界上最細“電線”。它的直徑僅3nm,中心部分具有良好導電性的丁二炔鏈,四周包覆著糖的衍生物,并作為絕緣層,防止漏電。,納米存儲器,,,,1998年，美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學制備成功量子磁盤，這種磁盤是由磁性納米棒組成的納米陣列體系。一個量子磁盤相當于我們現(xiàn)在的10萬～100萬個磁盤，而能源消耗卻降低了1萬倍。,光耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。,光耦合器,謝謝觀賞,再見！！,課題：納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用,第10組葉鵬英20111324,納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用,概念：,光電領(lǐng)域：光電領(lǐng)域包括光通訊、激光、光電顯示、光學、能源、電子工程、物流網(wǎng)等領(lǐng)域,納米技術(shù)在光學里的應(yīng)用,納米技術(shù)在許多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，如應(yīng)用納米科學技術(shù)可以引發(fā)光電子、微電子、環(huán)保等諸多領(lǐng)域的革命，推動社會經(jīng)濟的騰飛；而納米電子學、納米光電子學和納米光子學將成為21世紀信息時代的關(guān)鍵技術(shù)。,納米材料在光學領(lǐng)域的應(yīng)用,1.納米半導體材料與器件硅納米結(jié)構(gòu)的尺寸小到一定范圍時，將會出現(xiàn)量子限域效應(yīng)、尺寸效應(yīng)及表面效應(yīng)等許多新的效應(yīng)，從而使它呈現(xiàn)出諸多新穎性質(zhì)，其中一個典型的例子就是由量子效應(yīng)引起的硅納米結(jié)構(gòu)的高效發(fā)光。最近的研究表明硅納米結(jié)構(gòu)具有高效的可見發(fā)光，且發(fā)光波長可以通過對硅納米結(jié)構(gòu)尺寸改變進行調(diào)節(jié)。最近，科學家已經(jīng)利用硅納米結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的這些新穎性質(zhì)和效應(yīng)，開發(fā)出了高靈敏生物和化學傳感器、高效率太陽能電池及發(fā)光二極管等器件。因此，該類納米材料展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。,2.半導體復合納米粒子半導體符合納米粒子由于具有量子尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)而具有優(yōu)異的光學性質(zhì)（如非線性光學響應(yīng)及室溫光致發(fā)光），光電催化特性和光電轉(zhuǎn)換特性。半導體納米粒子復合后的性質(zhì)并不是單個納米粒子性質(zhì)的簡單加和，而是具有更優(yōu)異的性能，可用于光電太陽能轉(zhuǎn)換，廢物處理及功能陶瓷的制備等。研究半導體復合納米粒子，發(fā)展新型納米半導體復合材料是納米半導體領(lǐng)域研究的新熱點。3.半導體復合納米粒子的制備半導體復合納米粒子的復合方式有核-殼結(jié)構(gòu)、偶聯(lián)結(jié)構(gòu)（3）、固溶體和量子點量子阱。核-殼結(jié)構(gòu)的復合納米粒子制備時有一定的加料順序，即先生成核，再在核外生成另一種半導體粒子對其進行包覆。偶聯(lián)結(jié)構(gòu)的復合粒子可分別制備然后混合或一次形成，這依賴于兩種半導體粒子的屬性、生成速率和溶度積的差別。固溶體的制備則必須在同一體系中同時完成。,4.納米光電材料的良好特性用于光電的半導體材料在尺度縮小到納米尺度時會表現(xiàn)出與大尺寸材料不同的光學點穴性質(zhì)。這是因為當材料尺寸減小時會顯現(xiàn)出量子化的效果。由于半導體的載流子限制在一個小尺寸的勢阱中,在此條件下,導帶和價帶能帶過渡為分立的能級。因而有效帶隙增大,吸收光譜閾值向短波方向移動,這種效應(yīng)就稱為尺寸量子效應(yīng)。量子尺寸效應(yīng)除了會造成光學性質(zhì)發(fā)生變化還會引起電學性質(zhì)的明顯改變。這是因為隨著顆粒粒徑的減少,有效帶隙增大,光生電子具有更負的電位,相應(yīng)地具有更強的還原性,而光生空穴因具有更正的電位而具有更強的氧化性。表面效應(yīng)是納米光電子材料的另一個重要特性。納米粒子表面原子所占的比例增大。當表面原子數(shù)增加到一定程度，粒子性能更多地由表面原子而不是由晶格上的原子決定。由于表面原子數(shù)的增多會導致許多缺陷，從而決定了它有更高的活性。由此可以看出納米光電材料比普通光電材料有更高的光催化活性。,納米光學材料的功能轉(zhuǎn)化：1.太陽能轉(zhuǎn)換為化學能；2.太陽能轉(zhuǎn)換為電能。,納米材料在其他一些方面的應(yīng)用：1.一維納米材料:當一維半導體材料的直徑與其德布羅意波長相當時，它的導帶與夾帶進一步分裂，其能隙會隨著直徑減小而變大。這樣以來量子限制效應(yīng)、非定域量子相干效應(yīng)和非線性光學都會表現(xiàn)明顯2.納米硅薄膜:納米硅薄膜是由納米尺寸的硅微晶粒構(gòu)成的一種納米固體材料,由于獨特的結(jié)構(gòu)而具有一系列獨特性質(zhì),如電導率高、光熱穩(wěn)定性好、光吸收能力強、光學能隙寬化、光致發(fā)光等,納米材料在我們身邊光學領(lǐng)域中的例子——光學樹脂眼鏡,有些公司采用納米新材料，以全新的理念及技術(shù)制作屏蔽激光的光學樹脂鏡片。這些多功能防激光特種光學樹脂鏡片具有如下技術(shù)特點：1）由于是把無機納米材料均勻復合于有機樹脂鏡片中，因此鏡片質(zhì)輕、能抵御碎彈片沖擊，保護人眼不受傷害。2）屬于介觀材料的納米粒子具有奇異的光學特性，能提高鏡片的增透能力使視覺清晰；并能多光源、多光區(qū)屏蔽激光射線。,納米技術(shù)在能源領(lǐng)域里的應(yīng)用,,納米技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用,產(chǎn)生的原因及背景21世紀我們面臨越來越嚴重的能源短缺問題，能源危機制衡著我們的發(fā)展，并將長久的伴隨和困擾著我們。因此節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的概念以成為一種趨勢，而納米技術(shù)的發(fā)展為這一目標的實現(xiàn)提供了可能。,納米復合材料模型使核電站更安全,目前，反應(yīng)堆只利用了大約1%左右的燃料。所以即使燃料利用率僅略有增加，放射性廢物也會大幅減少。材料學博士蒂米科維茨正在尋找抗輻射能力強的物質(zhì)。這種物質(zhì)可以代替不銹鋼給核反應(yīng)堆做內(nèi)壁來延長核反應(yīng)堆的使用壽命，并將使核燃料得到更高效的利用來提高反應(yīng)堆的效率。,風力發(fā)電系統(tǒng)的改善,復合材料的納米結(jié)構(gòu)也能使較輕的材料擁有很大的機械強度。復合材料，例如以光纖玻璃和碳纖維合成的塑料樹脂，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)制造業(yè)，用來生產(chǎn)汽車和飛機等。但是，通過控制纖維生產(chǎn)過程中的方向，可以產(chǎn)生變形復合材料，這種材料在一定條件下能夠改變自身形狀。這種變化可以來自外部控制，也可以是自發(fā)產(chǎn)生的，例如，對溫度、壓力、和速度引發(fā)的變化在英國的布里斯托爾大學先進復合材料創(chuàng)新和研究中心進行的研討會透露，這種變形復合材料可以用于生產(chǎn)能效更高的風電發(fā)電的渦輪葉片。一種雙穩(wěn)態(tài)復合材料能夠快速改變其空氣動力狀況，這也將有助于消除刀片上不需要的壓力。這將提高其效率，延長葉片的使用壽命，并且改善發(fā)電系統(tǒng)。,納米助燃催化劑,利用燃料添加劑可以提高燃料的燃效，從而減少排放和改良燃燒?；诮饘傺趸锏募{米粒子材料可在發(fā)動機無明顯磨損的情況下，在原位提升燃燒反應(yīng)，這是由于粒子大小的關(guān)系。如今已經(jīng)實施的一項提高燃效的解決方案是，利用納米多孔催化劑或納米粒子來提高轉(zhuǎn)換率。用相似的方法，納米催化劑可以提高反應(yīng)率，降低處理溫度，減少排放或工業(yè)廢物，從而提高化學反應(yīng)的生產(chǎn)率。,能源轉(zhuǎn)換,目前，國際上正抓緊進行能量轉(zhuǎn)化材料的研究，包括將太陽能轉(zhuǎn)化成電能、熱能轉(zhuǎn)化為電能、化學能轉(zhuǎn)化為電能等的納米材料。據(jù)報道，德國科學家正在設(shè)計用納米材料制作一個高溫能源轉(zhuǎn)換裝置，通過電化學反應(yīng)過程，不經(jīng)燃燒就把天然氣轉(zhuǎn)化為電能。燃料的利用率要比一般電廠的效率提高20%～30%，而且大大減少了二氧化碳的排放量。,,,,納米技術(shù)在電子工程與物流領(lǐng)域的應(yīng)用,魏巍20111222經(jīng)濟管理學院會計1班,,電子工程的含義,電子工程，是電氣工程的一個子類，是面向電子領(lǐng)域的工程學。是研究電路與系統(tǒng)、通信、電磁場與微波技術(shù)以及數(shù)字信號處理等領(lǐng)域的一門工程學。,,可折疊手機,近日，諾基亞和劍橋大學合展示了一款名為“Morph(變形)”的概念手機。它證明未來的移動設(shè)備將具有足夠隨意彎曲，變成各種形狀。諾基亞表示，Morph采用了彈性材質(zhì)、透明的電子配件和能夠自我清潔的外殼，充分發(fā)揮了納米技術(shù)的作用。Morph概念利用了與蛛絲相似的原理，使手機具有彈性，從而可以根據(jù)具體的任務(wù)轉(zhuǎn)變成不同的形狀。,,美研究人員稱納米技術(shù)可大幅提升壓電/熱電材料性能,在西北大學和波士頓學院的研究小組持續(xù)不懈地努力下，先進壓電和熱電材料的納米級關(guān)鍵尺寸，在朝向商用化能源采集應(yīng)用方向邁進的過程中，正歷經(jīng)不斷的改良。由西北大學教授HoracioEspinosa領(lǐng)導的一個研究小組表示，通過將能源采集納米線縮小到2.4納米以下，壓電系數(shù)便可望推升20~100倍。,,物流的定義,物流(logistics)是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)和設(shè)備，將物品從供應(yīng)地向接收地準確的、及時的、安全的、保質(zhì)保量的、門到門的合理化服務(wù)模式和先進的服務(wù)流程。物流是隨商品生產(chǎn)的出現(xiàn)而出現(xiàn)，隨商品生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展，所以物流是一種古老的傳統(tǒng)的經(jīng)濟活動。,納米條碼在物流中的應(yīng)用前景,條碼技術(shù)的采用可使物品信息在物流過程的各個環(huán)節(jié)中得到準確，快速，經(jīng)濟的傳遞。隨著物流行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的條碼技術(shù)不僅信息量有限而且不具備防偽性。,納米技術(shù)彩色防偽條碼,2008年初，微軟總部研究室的工程總監(jiān)GavinJancke（新條碼格式的發(fā)明人）說：“我們利用色彩來存儲更多的信息，這種條碼利用4種或8種色彩在更小的空間中存儲更多的數(shù)據(jù)。采用小三角圖案，而不是2D黑白條紋的整發(fā)型或不同寬度的條形圖案。”這種彩色條碼還通過納米技術(shù)，將不可見的物理防偽標識嵌入到條碼的材料和印制墨水以及產(chǎn)品包裝中。,納米包裝印刷的應(yīng)用和研究,1.納米型抗菌包裝材料抗菌包裝材料已成為熱門話題。日本在包裝材料中添加一種新型無機抗菌劑，在聚烯烴薄膜中加入抗菌劑和增效劑制成的。目前應(yīng)用較廣的是抗菌薄膜。純天然的基礎(chǔ)材料在納米技術(shù)的改造下，能夠發(fā)揮出驚人的殺菌效果，抗菌、無菌包裝，能使菌體變發(fā)型或沉淀，一旦遇到水，便會對細菌發(fā)揮更強的殺傷力，且吸附能力強，滲透力也很強，多次洗滌后也還有較強的抗菌作用。2.納米涂層材料完全的納米涂覆材料現(xiàn)已在軍事上有所應(yīng)用，借助于傳統(tǒng)的涂覆技術(shù)添加少量的納米材料或線形成納米顆粒，可使傳統(tǒng)的涂層的功能得到升級，添入納米材料可提高硬度、減少摩擦形成的自潤化性，并提高耐高溫、抗氧化和抗老化性。還可產(chǎn)生抗菌、保潔效果。,,謝謝觀看~,END,