氧化物納米材料的特性

納米材料之所以成為納米研究的熱潮，其根本原因在于納米材料有許多別的材料不具備的特性：如表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。具體特征表現(xiàn)如下：

一、表面效應(yīng)

     納米微粒由于尺寸小，表面積大，表面能高，位于表面的原子占相當(dāng)大的比例。這些表面原子牌嚴(yán)重的缺位狀態(tài)，因此其活性*，極不穩(wěn)定，遇見(jiàn)其它原子時(shí)很快結(jié)合，使其穩(wěn)定化。這種活性就是表面效應(yīng)。

二、量子效應(yīng)

    當(dāng)粒子尺寸降到某一值時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象、納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的zui高占據(jù)分子軌道和zui低末被占據(jù)分子軌道能級(jí)，能級(jí)變寬的現(xiàn)象均稱(chēng)為量子尺寸效應(yīng)。例如，半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)與顆粒的尺寸有密切的關(guān)系。隨著顆粒的減小，半導(dǎo)體的發(fā)光帶或者吸光帶可由長(zhǎng)波長(zhǎng)移向短波長(zhǎng)，發(fā)光的顏色從紅光移向藍(lán)光，這就是半導(dǎo)體藍(lán)移現(xiàn)象。

三、小尺寸效應(yīng)

    當(dāng)納米微粒尺寸與光波的波長(zhǎng)、傳導(dǎo)電子的德布意波長(zhǎng)及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或穿透深度等物理特征尺寸相當(dāng)時(shí)，晶體周期性的邊界條件將被破壞，聲、光、力、熱、電、磁、內(nèi)壓、化學(xué)活性等與普通粒子相比均有很大變化，這就是納米粒子的小尺寸效應(yīng)。

四、宏觀量子隧道效應(yīng)

    微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘能力的效應(yīng)稱(chēng)為隧道效應(yīng)。電子即具有粒子性又具有波動(dòng)性，因此存在隧道效應(yīng)。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，如微粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁道通量等也具有隧道效應(yīng)，它們可以穿越宏觀體系的勢(shì)壘而產(chǎn)生變化，故稱(chēng)之為宏觀量子隧道效應(yīng)。