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2005年973项目

发布时间:2017-12-02 阅读:

  2005年973项目

  【发表日期】2005 973项目 - 纳米材料与纳米结构基础工程的性能与应用项目名称:纳米材料与纳米结构的性能与应用首席科学家:***********中国物理研究院起止年限2005年12月到2010年11依托部门:中国科学院一,研究内容本项目要解决的关键科学问题是:纳米材料和纳米结构的受控生长是纳米材料和纳米结构研究的基本问题之一。本项目旨在研究纳米尺度下物质和能量输运的规律和理论模型,在控制生长条件和生长动力学研究的基础上,实现纳米材料控制的尺寸,形状,取向,位置和结构。纳米结构中的尺寸效应,表面和界面以及电子相干性是纳米材料和纳米结构研究中的另一个基本问题。本项目旨在研究纳米材料的发光行为,电子的量子输运,纳米复合材料的磁和其他量子相干效应,位错和界面的相互作用,纳米材料在外场中的响应以及它们与电子的相互作用。基态与亚等效激发的激发态之间。得到经验法则,提出理论模型,实现纳米材料和结构的性能调控,揭示纳米材料的优异性能。在对纳米材料可控性与结构性能关系的研究基础上,探索纳米材料与纳米结构在制造业,信息技术,能源,环境,医疗保健,生物技术和国家安全等方面的应用。本项目旨在探索几种关键纳米材料和纳米结构,现场发射平板显示器,光电器件和传感器以及具有高强度,高导热性和高导电性的实用纳米材料和纳米结构的应用。具体的科学问题可以分解为以下三个方面:(1)纳米材料和纳米结构的生长动力学和可控生长1)纳米材料相的可控生长和相结构和形态的控制机制2)核壳,非均质,非均质结构,有序阵列等)的设计与合成3,金属材料纳米结构的动力学过程4,纳米氮化物与碳化物材料的控制制备与应用5,与半导体制造环境兼容的纳米管/纳米线的标准制备(II)纳米材料和纳米结构的新规则和结构 - 性能关系的演变1.一维纳米材料中的电子传输和热传导及其器件设计,基本问题的制备2,磁熵变的纳米结构,居里温度和调节磁阻3,金属及合金纳米结构机械1 d电学性质4,纳米技术的热力学和纳米材料结构的演变与稳定性5,纳米异质结构与阵列表,界面结构与环境(大气,场)的性能6,电极材料的研究纳米结构对离子和电子传输动力学的影响(III)纳米材料和纳米结构优异性能的应用1,基于一维纳米材料的量子器件的探索2,纳米材料在场发射器件中的应用和性能改进3,高强度,高导热性,高导电性等纳米材料及纳米结构应用4,纳米复合磁性材料在磁制冷及磁感应领域的应用5,通过调节表面提升金属 - 空气电池容量,功率和寿命这个项目的主要研究内容(A )纳米材料合成方法探索与可控生长的研究1,系统研究纳米材料的合成与控制热力学与动力学的增长,寻找纳米材料的良好合成与工艺条件的增长。从经验规律推导出影响纳米尺度生长过程的热力学和统计物理定律。用热力学和动力学理论来解释纳米材料的合成生长,无机纳米材料制备技术的发展及其形成机理,以实现纳米材料的可控合成与生长。 2,探索“自下而上”制备纳米材料的新途径。以溶剂热和复合溶剂合成为主要加热方法,研制γ射线,超声波,微波等现场辅助纳米材料制备技术。一维纳米材料的催化生长机理和结构控制,研究纳米催化剂的组成,尺寸,形状和场上一维纳米材料的生长,制备相,形状和大小的可控一维纳米线,管,带,线圈,空心球体和其他纳米结构。具有纳米异质结构和二元/伪二元系统的一维纳米材料的轴向结构控制具有一维准有序结构的纳米材料和纳米核壳结构的设计与合成5,纳米管/纳米线阵列定位增长和定向增长。使用微纳米光刻技术在衬底上的限定位置处生长金属纳米管/纳米线阵列以使用CVD方法和场控制来制备金属催化剂图案的技术。 6,开发与IC技术兼容的纳米管/纳米线合成与集成技术。研究纳米管/纳米线的合成条件(如温度,底物,催化材料等)和器件技术的相容性。 (二)纳米材料的性能研究与调控1,一维纳米材料和纳米异质结构在电子态,声子态和低能量激发态谱以及相互作用性质的研究中,着重于力学性能,电输运性质,发光性能和热性能,以及一维纳米材料和纳米结构的结构 - 性能关系的尺度效应。研究了介电/贵金属核 - 壳纳米结构对同轴异质纳米棒表面等离子体共振(SPR)吸收峰位移,荧光现象及其变化规律的影响。 SPR峰和荧光峰在较大波长调控范围内的作用。 3.表面状态和环境对一维纳米材料和纳米结构性能的影响,以及纳米结构的表面化学,生物修饰(包括官能团的接枝)和纳米结构的环境敏感性。研究环境和表面条件对结构或性能的影响。 4,磁性纳米粒子的大小,偏振取向和分布在半导体基体上的磁性金属/半导体复合体系的电子传输规律,探讨了磁性金属纳米粒子通过控制磁性体的尺寸,极化方向和分布的优化体系。研究性质和运输特性的方法。研究纳米电极的组成,结构和化学能量转换,研究电极和电解质的相容性和循环稳定性,提高金属 - 空气电池的容量,功率和寿命,探索纳米电极材料离子和电子的新规则运输。 (三)纳米结构金属材料的综合性能研究,纳米材料的结构和纳米结构的稳定性。系统地研究了强塑性变形过程中纳米结构的动力学,微观结构的演变以及纳米晶形成的机理。塑性变形的研究导致最小极限尺寸的晶粒的组织演变和变形行为。研究了晶体结构,应变金属应变能,应变量和应变速率以及细化机理之间的关系。揭示了强塑性变形引起纳米晶粒的机制。这些材料的整体机械和电气性能通过对显微组织的优化而大大增强。 2,金属和合金纳米结构的综合力学性能和电性能。通过强塑性变形和电化学沉积工艺,分别制备了高密度,高纯度的可用于宏观力学性能测试的纳米Cu和Cu合金样品,研究了制备条件对纳米Cu和Cu微观结构的影响合金。研究了纳米铜和合金样品的内在力学性能,塑性变形和强化机制。研究了晶界,孪晶界,位错和结构对纳米材料性能的影响。建立了纳米材料的结构 - 性能关系模型,为实现高强度高导电功能金属材料奠定了基础。 (四)纳米材料和纳米结构探索的优异性能应用1,一维纳米材料在发射器件领域的性能改进:重点研究解决均匀性,稳定性,低阈值等关键问题。基于通过CVD在衬底上生长的碳纳米管阵列,制造出高精度和小面积的平板显示器,并基于丝网印刷工艺制造大面积和低成本的平板显示器。开发出单色碳纳米管场发射平面显示器原型,力求实现彩色显示。探索基于纳米管/纳米线的纳米管结构,开发相应的制备技术和测试技术,研究改善纳米管/纳米线器件性能的原理和方法。发现纳米管/纳米线纳米器件的新功能和可能的应用。制造了基于纳米管/纳米线和简单逻辑电路的原型装置。 3,通过优化显微结构,大大提高金属纳米材料的综合力学性能,电性能和结构稳定性。重点研究并解决纳米金属材料的韧性,热稳定性和导电性,探索其在工程材料性能升级和表面性能优化方面的实际应用,为微纳米体系的特殊需求开发纳米金属材料。 4.探索解决金属 - 空气电池寿命的有效途径,开发满足移动电源需求的纳米金属 - 空气电池。 5,发展纳米复合磁性材料,低场,室温磁制冷技术。二,预期目标1.本项目的总体目标是开发一批具有实用价值的实用纳米材料和纳米结构。已经开发出与IT工艺兼容的纳米材料的可控合成与集成,为纳米材料的性能研究和纳米器件的应用提供了基础。为了找出材料的优异性能和潜在应用,阐明了纳米材料的微结构与固有特性之间的关系,实现了功能设计和调控。纳米结构和器件的制造从下到上和从上到下结合技术开发新器件的基础上,纳米材料和纳米材料的优异性能以及高强度,高导热性,高导电性的纳米结构等等。我们在国际上取得了一批研究成果,使我国在纳米材料和纳米结构的研究和应用方面保持国际先进水平。经过五年的研究,估计纳米材料和纳米结构的研究将为中国纳米结构和技术的发展提供关键材料和新的知识,为建立纳米材料的科学体系框架奠定基础。 5年内开发一至二种先进的纳米金属及合金制备技术,获得具有优良综合性能(机械和电性能)的纳米金属材料; 1-2种一维纳米材料受控生长的新技术; IC-Process兼容的纳米管/纳米线合成和集成技术的发展。发表SCI论文5篇,发表国内专利25项,申请国外专利10项,出版专着1部2部;荣获全国1-2个奖项。通过该项目的实施,一批高层次的科研人才得到培养和培养,形成了一批在相关领域具有国际影响力的研究团队。 2.项目五年目标1,探索纳米材料和纳米结构新体系科学合成新的合成方法,分析纳米材料形成阶段动力学过程,深入研究材料形成机理,了解纳米材料平衡与非平衡相形成的热力学性质,纳米材料合成与生长工艺条件的优化,控制合成方法的改进以及无机纳米材料的合成与可控生长技术与知识。在相关理论的指导下,制备具有相,形,尺寸和特定相或通常难以合成的纳米材料,开发和开发具有自主知识产权的纳米异质结构和阵列的制备技术,以建立系统可调整新原理和新方法,设计合成各种纳米异质结构和阵列。开发并开发碳纳米管等一维纳米材料可控生长的热力学和统计物理学;开发出1-2种新技术用于多组分和多相一维半导体纳米材料的可控生长,一维半导体纳米材料结构的新型制备方法。在研究一维纳米材料结构与性能之间的尺度效应时,我们发现了一维结构与物理性质之间的定量关系,提取了物理性质的普遍规律。 3,通过对金属材料微结构纳米结构机理的深入研究,开发出1-2种先进的纳米金属及合金制备技术,获得综合性能(机械性能和电性能)优异的纳米金属材料。建立和完善纳米金属材料微观结构与内在特性的关系,进一步了解纳米金属材料的结构稳定性和控制规律,揭示纳米金属材料的一些新规律,新现象和新特点。为纳米材料的实际应用和新一代高性能,高稳定性金属材料的开发奠定了基础。 (4)开发符合IC技术的纳米管/纳米线合成与集成技术; (2)纳米管/纳米线阵列的排列和生长的发展;纳米管/纳米线领域的制造技术和测试技术的发展 - 制备原型装置。开发出单色碳纳米管场发射平面显示器原型,力求实现彩色显示。三,研究方案项目研究思路及项目技术路线与可行性(1)项目研究思路本项目以973项目“纳米材料与纳米结构”项目的五年研究成果和技术积累为基础, ,根据国家对于牵引的重大需求,重点研究纳米材料和纳米结构的重要应用或重大科学价值。坚持实验与理论相结合,基础研究与应用研究并重,并根据纳米结构的无限周期结构,有限的原子或分子数量,电子态的量子涨落以及电子相互作用的方法和理论,发现纳米结构的新现象和新规律,明确材料结构参数与制备条件的内在联系,实现纳米结构和纳米结构的可控制备。了解纳米材料的微观结构和内在特性实现功能设计与调控的关系;在应用研究中,探索纳米材料作为器件的可能性,发展纳米结构作为发光,平面显示和电子器件的工作单位。具有特殊需求的微纳米系统的纳米材料的发展。探索解决金属 - 空气电池寿命的有效方法,并开发满足移动电源需求的纳米金属 - 空气电池。开发低场,室温磁制冷纳米复合磁性材料。在整个项目中,纳米材料主要研究其性质和基于纳米材料的制备,纳米材料和有前景的应用设备进行了探索。 (2)本项目的技术路线是在深入研究纳米材料和结构形成机理的基础上,揭示材料结构与制备条件之间的内在联系,开发一些重要的纳米材料和控制合成的纳米结构和组装技术。功能驱动的自下而上可控合成和自组装技术的发展使得从简单的纳米材料和结构过渡到功能特定的,多组分的,复杂的结构或超结构。在此基础上,编制了信息产业和制造业所需的关键纳米材料和纳米结构,为纳米材料的性能研究和器件应用提供了依据。为了找出材料的优异性能和潜在应用,阐明了纳米材料微观结构与固有特性的关系,实现了功能设计和调控。在研究表面界面结构和缺陷对性能的影响的基础上,以掺杂,环境变化和外场应用为手段,结合新型纳米级表征技术的发展,揭示了一些新的规律,新现象和纳米尺度系统中光,电,磁和力学的新属性。围绕国家目标开展了一些纳米材料应用研究。基于制备和性能研究的结果,器件前体和原型器件的制备基于纳米结构的受控制备。开发与IC-Processes兼容的纳米管/纳米线综合和集成技术;开发了相应的制造技术和测试技术来生产原型设备。金属和合金结构的纳米材料化以及纳米复合材料的发展使得有可能获得具有特殊性质的新型材料。 (3)重大突破的可行性一,该项目有望在新型纳米材料方面取得重大突破。在项目实施过程中,编制了3-5种重要知识产权新材料,20项发明申请了专利。 1.开发平板显示器,场发射,发光和探测的关键纳米材料和纳米结构:在973项目前期,项目成员范守山教授和张立德,碳纳米管绳状结构,半导体纳米阵列使得重要的在制备纳米材料控制增长方面取得了国际领先的地位。在此基础上,结合设备要求,重点研究了几种关键纳米材料的生长动力学和热力学规律,开发了适用于平板显示,场发射,发光和检测的关键纳米材料的理论和实验方法。 2.具有高导电性和高机械性能的金属纳米材料:本项目利益相关者之一的卢克研究集团发明了高密度,高纯度的电化学沉积技术,研究了孪晶纳米结构Cu和Cu合金块状纳米材料的技术,科学出版,拥有自己的知识产权。在此基础上,提出采用强塑性变形技术与电化学沉积工艺相结合的技术路线,拓宽研究范围,在更广的范围内寻找具有特殊性能的新材料。第二,纳米材料的结构,缺陷和物理性质之间的关系规律已经取得重大进展,为建立新的理论框架奠定了基础:1.纳米材料的控制生长机制和生长动力学,纳米材料的热力学和结构在稳定性研究方面,本课题通过研究纳米材料的生长动力学和纳米尺度的可控性,研究工艺条件对纳米材料结构的影响,得到了经验规律。基于纳米材料的实验数据,能量转移与转化的实验研究和热力学计算,开发了小系统的热力学与非平衡热力学理论。这项工作是基于以前的973项目的扩大和深化。在过去的大量探索的基础上,重点研究在关键材料和传统条件下难以综合的材料,并结合实验和理论提出新的规则。 2.在纳米材料表面的基础上,本项目提出研究结构纳米结构在强塑性变形过程中的发生和结构演变,特别是研究塑性引起的最小晶粒尺寸和纳米晶粒形成变形机理。在此基础上,研究了微观组织演变与变形行为,晶界,孪晶界,位错及结构对纳米材料性能的影响。这一思想突破了纳米晶粒缺陷存在与演化的局限性,有助于找到新的概念,新的原理,建立新的理论。在研究表面和界面结构的影响及其对纳米材料和纳米结构性能的影响方面,主要研究了异质结构的界面结构以及二元多相纳米材料对其性能的影响。通过对不同环境或领域的表面修饰,掺杂和响应的研究,从发光的起源,准一维纳米结构的量子相干性以及量子输运等方面建立了相关的科学体系框架。第三,在新技术方面,我们试图突破一些共同的关键技术,为纳米器件的深入研究打下基础:1,在纳米管/纳米线阵列的定位和定向生长的基础上,研究催化剂的作用和影响,开发与IC技术兼容的纳米管/纳米线合成与集成技术;纳米功能材料已经在组装技术,微观加工和纳米结构自组织生长技术的基础上发展起来,并结合具体的纳米材料结构和性能控制进行探索。 2,开发纳米管/纳米线场效应晶体管制备技术和测试技术,准备样机装置。为进一步研究纳米器件奠定了基础。研究纳米晶电极的组成和结构与化学能量电能的变化之间的关系,研究电极和电解质的相容性和循环稳定性,提高金属 - 空气电池的容量,功率和寿命,电子传输。根据项目总体研究目标和要研究的重大科学问题,在前期对“纳米材料与纳米结构”973项目进行研究的基础上,进一步完善知识创新的科技进步,技术攻关和应用要求目标,重点研究内容,开展任务分解。本项目有三大突出特点:一是项目的研究内容以结构,绩效及其关系等基础科学问题为基础,探索新现象和新规律,进一步强调研究的深度和创新。其次,本项目的各个研究课题都包含理论研究的内容,以促进理论工作与实验工作的紧密结合,实现项目知识创新的目标。三是注重原创性和系统性研究,基础性和应用性研究相结合,深入研究,深入研究,加强基础与应用研究的衔接。二,创新与特点近十年来的发展和探索,纳米技术的国际研究已经从材料的合成开始,到相关的性能测试和纳​​米器件的设计和应用开发。纳米材料的发展趋势本身就着眼于简单的材料合成纳米材料的可控生长。纳米材料的合成和控制生长的热力学和动力学过程已经开始显示出在世界上出现的迹象。这些问题都是世界新一轮纳米技术开始研究的重要科学问题。我们的973项目“纳米材料与纳米结构的性能与应用”重点关注上述问题,并作出了一些先行性的安排,不仅与国际同步,还规定了科学研究的重点和科学问题的内容。研究目标的确立具有自己的特点,这是我国纳米材料和纳米结构研究的深入,继续保持国际先进水平的重要保证。在这样的部署中,也有可能在某些方面达到国际标准。 3.主题设置01主题:新型纳米材料体系,合成方法及可控生长动力学与热力学单位:中国科学技术大学学科带头人:钱义泰主要学术骨干:谢毅,唐开斌,俞渝湘主要研究内容与目标:探索新型纳米材料和纳米结构体系的制备科学和新的合成方法,找出生长动力学规律,了解纳米结构纳米结构的热力学特性,获得合成和控制的无机纳米材料成长技术和知识,所需材料达到一定的形状和尺寸控制范围,获得合成无机纳米材料的普遍适用的方法。制备具有特定相和常规条件的无机纳米功能材料难以合成,为建立纳米材料体系控制生长知识框架提供实验和理论依据。资助:14 3%02问题:一维纳米材料的结构,性能和尺度效应单位:中国科学院物理研究所负责人:周维亚主要学术骨干:谢思深,刘邦贵,于日成阎新忠,赵明文主要研究内容和目标:一维纳米材料包括碳纳米管和半导体纳米线和带状结构的催化生长机理和结构控制。一维纳米材料轴系结构控制的二元和伪二元系统以及纳米系统超结构一维纳米结构的制备研究了系统与性质和相界面结构调制之间的关系。研究了环境和表面条件对一维纳米材料结构或性能的影响。一维纳米材料中电子态,声子态和低能元素激发的光谱和相互作用特性研究。在碳纳米管等一维半导体纳米材料等一维纳米材料控制生长的热力学和统计物理方面,已经取得了一些具有国际影响力的成果。中国科学院固体物理研究所领导人:费光涛主要学术骨干:张立德,李光海,孟国文,叶长辉主要研究内容和目标:纳米异质结构和阵列的优化设计,合成了多种纳米异质结构和阵列,建立了新的可调节系统性能原理和新方法,实现了共振峰等离子体的荧光带和吸收边缘的光学性质,调控环境对纳米异质结构的表现,纳米流体与表面结构的相互作用和粘结特性的变化,实现拉曼光谱,红外光谱和光电子能谱和其他手段的非均匀纳米结构阵列表面结构的变化进行了表征。中国科学院金属研究所承担单位:鲁科主要学术骨干:陆磊,王伟,王,韩忠主要研究内容与目标:研究纳米结构金属材料微结构的机理,开发一,二种先进的纳米金属及合金制备技术,并获得具有优良综合性能的纳米金属材料(机械性能和电性能)。建立和完善纳米金属材料微观结构与内在特性的关系,进一步了解纳米金属材料的结构稳定性和控制规律,揭示纳米金属材料的一些新规律,新现象和新特点。资助:14 3%05主题:多元纳米复合体系结构与性能优化承诺单位:南京大学校长:张凤明主要学术骨干:唐少龙,熊世杰,殷江,高宗主要研究内容与研究目的:研究研究多组分,界面耦合,尺寸纳米化对性能和变化的影响,从而实现人工调控优异的磁性能等功能特性。研究了核/壳结构磁性材料的静磁动力学和量子约束效应,揭示了材料性能与微观结构之间的内在联系。磁性纳米结构材料的传输特性研究及其在磁致冷磁感应领域的应用。通过使用具有优良特性的纳米材料,改善了聚合物与陶瓷材料的复合性能,通过两相复合发展了高强度,高导电性,高介电性,高导热性的多组分纳米复合体系。资金比例:16%06课题:纳米材料与纳米结构优秀表现研究与应用承诺:清华大学领导人:范寿山主要学术骨干:朱加林,李亚东,姜凯莉,唐成春主要研究内容与目标:工艺兼容的纳米管/纳米线合成和集成技术,实现纳米管/纳米线阵列的定向和定向生长;开发纳米管/纳米线场效应晶体管的制备技术和测试技术,准备原型器件,开发单色碳纳米管场致发射平面显示器原型,力求实现彩色显示;实现单分散金属,半导体纳米粒子的尺寸,形状,分散和微观结构的控制,研究纳米催化和纳米生物技术应用的基础科学问题。项目名称:纳米电池新能源材料能量转换新规及其在高端电池中的应用承诺单位:南开大学负责人:陈军主要学术骨干:黄卫平,唐向海主要研究内容与目的:设计与合成探讨了组成和结构对化学转化能的影响,探索了电子和离子迁移的新规律,电极的界面结构,电解质对能量转换和能量转移的影响,电极与电解质的相容性,循环稳定性,纳米材料电极的新型金属 - 空气电池的构建。资金比例:7 2%4.各项目之间的关系为了促进项目的顺利实施,我们考虑到了项目计划的实施,上述四大研究内容分为三个层次,组织七个分工专题。三个方面是:1)纳米材料控制生长的新方法和新原理,纳米尺度受限体系的热力学; 2)纳米材料性能的调节,优化和稳定性; 3)在纳米材料应用的基础上的科学问题;原型nanodevices纳米材料的设计,制造和应用,以提高金属空气电池的性能。这三个层面是相互关联和相辅相成的。通用工程的研究目标和关键科学问题通过三个层面的两条垂直线来研究。作为一个环节,七大主题紧紧锁定在四大研究内容上。在战略部署上,第一层次的研究主要是安排了一个子课题(01课题),第二层次的研究,部署四个子课题(02,03,04,05课题)共同研究,第三以06年和07年为主要优势,结合其他问题取得重大突破。与上一期的973项目“纳米材料与纳米结构”相比,研究计划和研究部署明显转移了研究重点,扩大了纳米材料的性能优化与控制与应用,加强了研究力量的部署。在制备科学领域,我们关注纳米材料的受控生长和纳米尺度受限系统的热力学。同时强调目标牵引在纳米材料应用中的应用,强调新原理和基础研究问题的应用,确保整个项目研究的深入开展。整个研究方案概括为一个项目,二到三个层次,四个主要研究内容,七个课题。七个分主题分工协作,体现了整体团队精神。首席科学家在部署每个子项目进行研究任务时,也澄清了他们在整个项目中的地位和作用以及其他主题。 01项目做了一些探索性工作,加强了实验与理论的结合,其余的研究成果的准备,成长动力学和热力学等课题都集中在01课题的综述与综合上,01课题主要集中在第一级和研究的第一个方面。 06和07课题主要任务是基础和应用研究的衔接,促进基础研究的使用,其他研究组已经应用研究成果,并指导应用新的研究原则,重点研究06和07课题综合以上两个话题主要集中在第三个层面,并围绕第四个研究内容展开。纳米器件和新型纳米材料电池的一些主要类型是上述两个主题的主要议题。 02,03,04,05的题目是以绩效,探索的规律,结构与绩效的关系为主线,重点在二,三级研究上重点开展研究工作,他们继承和01专题,06,07专题有上下游衔接。 02,03,04,05课题在二级分工既有分工,又有紧密的联系,02研究课题集中在一维纳米材料的运输特性和下一代基于器件的相关物理研究属性。主题06和主题之间有着密切的关系。主题03侧重于纳米异质结构的设计和性能调控。研究对象主要集中在纳米阵列。其性能主要集中在光学性质上,与02和05的主题密切相关。04研究的主题是纳米结构材料和块状材料的纳米化,重点关注纳米结构演变与优良综合性能之间的关系。在准备科学中,与主体01有着密切的联系,同时还有一些重要的第三层次搜索的重点是结构材料的应用,以提高性能,表面结构的优化,以及纳米金属材料的微纳米系统需求。 05课题的研究是一个多维纳米复合体系,着重介绍了材料体系设计与性能优化之间的关系,以磁性为主要研究内容,适当地承担部分第三层次的研究工作,同时也对以磁致冷和磁感应为背景,开展纳米磁性材料的应用。 03课题05课题还与07课题紧密结合07新课题电池性能要求进行了纳米材料的升级换代,设计制备了异质纳米材料,以07课题为设计新纳米为电池提供物质基础,07主题将围绕电极和电解质,离子和电子传输以及化学能到电转换等基本科学问题展开,探索解决金属 - 空气电池寿命,发展纳米技术的有效途径 - 金属空气电池,以满足移动电源的需求。本项目在组织子课题上与上一个973项目“纳米材料和纳米结构”有所不同,不再单独设立理论课题,而是把理论功底好的科研骨干分散到相关的子课题中,使理论研究更有针对性地与实验工作相结合,以利提高研究水平和深度。\\ u0026blank \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;四,年度计划\\ u0026nbsp; \\研究内容\\ u0026b \\ u200b预期目标第一年 2005年12月 - 2006年11月 - \\ nbsp;改进设备,设计,探索无机纳米材料的可行的合成方案,优化制备过程,选择重要的目标材料制备其一维纳米结构。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;研究一维纳米材料可控生长,二元和赝二元体系的一维纳米材料的轴向结构控制的合成技术;建立理论模型,探讨计算方法研究纳米异质结构及阵列制备科学和技术。系统研究不同晶体结构的金属材料(如FCC,BCC和HCP)在强烈的塑性变形过程中微观结构纳米化学动力学和结构演化过程和纳米晶体成形机理。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;确定用于研究有关磁性和其它性质的合适的多元纳米复合体系,制定出详细的实验方案,并针对这些体系进行相应的实验制备条件和理论计算的初步探索\\ u0026nbsp。 \\ u0026nbsp;实现对单分散金属纳米粒子,纳米管/纳米线尺寸与结构控制;生长出取向的纳米管/纳米线阵列;研究场发射阴极的制备技术及其场发射特性重点研究设计合成纳米结构金属电极材料。 \\ u0026nbsp;探索出无机纳米材料的可行的合成方案;解决一维纳米材料的低成本,大规模,结构可控生长中的关键技术问题理论配合实验,协助理清机理,获得实验过程数据,探讨建立模型;找出最佳工艺条件,制备出可供规律探索研究的系列试样揭示​​强烈塑性变形诱导的纳米晶粒形成机理摸索出新的多元纳米复合材料的制备条件,进行初步的性能分析和测试。实现纳米电极材料的可控规模化制备,提升金属 - 空气电池容量,功率与寿命。发表文章100篇SCI论文,申请专利5项,国外2项。第二年\\ n0026nbsp; 2006年12月 - 2007年11月 - \\ u0026nbsp;通过相关的热力学和动力学的研究,优化合成与可控生长条件,寻找普遍适用的技术手段,制备一些重要的功能材料。 \\ u0026nbsp;研究一维纳米材料表征,结构和物理性质及其量子尺寸效应;系统研究纳米异质结构及其阵列的光学,谱学和荧光现象及变化规律。调整变形方式和控制工艺参数,研究制备工艺条件对纳米Cu和Cu合金等材料微观结构的影响。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;从理论和实验上研究不同制备条件下所制备的多元纳米复合的有关性质(如磁学性质,电学性质和自旋相关输运特性等等),研究多元复合材料体系的不同纳米结构对这些性质的影响规律。 \\纳米管/纳米线的制备和集成技术;研究与器件工艺兼容的关键问题;研究纳米材料中化学能转变为电能的影响因素,探索纳米电极材料的电子,离子传输和能量储存与转换的新规律。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;优化合成与可控生长条件,总结普遍适用的技术手段,制备出一些重要的功能材料合成出二元和赝二元体系的一维纳米材料的轴向结构控制和具有一维超结构的纳米材料;实现对纳米异质结构及其阵列的SPR峰,荧光在较宽的波长范围内实现荧光颜色的调控通过优化微观结构大幅度提高这些材料的综合力学性能为探索纳米金属材料的实际应用奠定基础。确定多元复合材料体系的不同纳米结构与其磁学和其它性质之间的规律。揭示纳米电极材料的电子,离子传输和能量储存与转换的新规律。发表100篇SCI论文,申请专利6项,国外2项。第三年\\ u0026nbsp; \\ 2007年12月 - 2008年11月\\通过控制纳米材料的合成条件,进一步探索无机纳米材料生长的热力学与动力学过程,并寻求普遍适用的控制合成方法。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;开展一维纳米材料可控生长的热力学和统计物理等问题研究,研究生长机理,电子态结构,量子输运和尺寸效应等;从理论上揭示一维纳米结构生长的微观过程\\ u0026nbsp;研究半导体纳米结构阵列表面化学,生物修饰等对光学和气敏特性的影响。测试纳米金属材料的本征力学性能,结合结构分析手段和计算机模拟研究其塑性变形和强化机制。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;研究场效应纳米管/纳米线单个晶体管结构和制备工艺;研制新型,高效纳米电催化剂,研究电极界面结构,电解质对能量转化和能量传输的影响\\ u0026nbsp。 \\ u0026nbsp;探索无机纳米材料生长的热力学与动力学过程,并总结出普遍适用的控制合成方法单个一维纳米材料进行表征,结构和性能研究;理论配合实验,基本弄清典型一维纳米材料可控生长的热力学和统计物理等问题;。找出实现性能调控的有效措施总结性能调控的科学原理揭示纳米金属材料力学性能与其结构参量的关系建立对相关多元纳米复合体系的有关性质的调控规律,完成对有关实验现象的解释制备出纳米管/纳米线场效应晶体管原型器件获得新型,高效,稳定的纳米电催化剂,提高金属 - 。空气电池的比容量和循环寿命发表100篇SCI论文,申请专利6项,国外2项。第四年\\ u0026nbsp; 2008年12月 - 2009年11月, \\ u0026nbsp;对实验数据和结果进行综合分析研究,进行纳米材料合成与可控生长过程的热力学和动力学理论计算与分析及相关理论研究,用于指导实际的纳米材料的合成与可控生长。 \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;全面开展一维纳米材料体系的一些基本物理和化学问题研究,如生长机理,电子态结构,量子输运和尺寸效应等,研究一维纳米材料中电子态,声子态和低能元激发的谱学及相互作用的性质。\\ u0026blank \\研究异质纳米结构阵列表面化学,生物修饰和环境对一维纳米材料和纳米异质结构性能的影响。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;研究不同纳米金属材料的物理性能如:电导性)结构稳定性,化学稳定性,扩散能力,抗腐蚀能力,电化学能力等。 \\ n提高纳米管/纳米线为基的场效应晶体管的性能。研究高分辨率的平面显示器。\\ u0026nbsp; \\ nbsp;探索提高金属 - 空气电池寿命的有效途径,提高整体性能,发展满足移动电源需求的纳米金属 - 空气电池。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;总结出较合理的纳米材料合成与可控生长过程的热力学和动力学理论,用于指导实际的纳米材料的合成与可控生长理论配合实验,系统研究一维纳米材料中电子态,声子态和低能元激发的谱学及相互作用性质;合理解释实验结果调控异质纳米有序阵列的表面活性,搞清与环境敏感选择性,性能稳定性的关系建立纳米金属材料的结构物理性能关系模型研制出单色碳纳米管场发射平面显示样机揭示金属 - 。空气电池的结构与性能之间的内在规律,发展满足移动电源需求的纳米金属 - 空气电池发表100篇SCI论文,申请专利6项,国外2项。第五年\\ n0026nbsp; \\ 2009年12月 - 2010年11月\\ \\ u0026nbsp;发展比较普遍适用的无机纳米材料的合成和可控生长技术,提出相应的纳米材料形成机理开展常压回流,室温反应以及能量辐射等控制合成的探索,总结实验内容,编撰研究论文和总结。 \\ u0026nbsp;继续全面开展一维纳米材料的表征,结构,性能,表面和量子尺寸效应研究;一维纳米材料中电子态,声子态和低能元激发的谱学及相互作用性质的研究\\ u0026nbsp;全面总结对芯壳异质纳米结构有序阵列光学特性和谱学进行调控的新原理,新方法。 \\ \\完成和总结纳米金属材料的制备技术工艺,力学性能和电学性能特征,结构性能关系,塑性变形机理等。\\ u0026 \\ nbsp; \\ u0026nbsp;基于对有关多元纳米复合体系所实现的相关优异性能的可调控性,力争发展出具有代表意义的原型器件。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;解决与平面显示相关的扫描驱动,真空封装,低压荧光粉筛选,显示器件的均匀性与稳定性等关键问题; \\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;全面提升金属 - 空气电池的容量,功率,寿命等性能,并推广至其他高端电池的应用研究。\\ u0026nbsp; \\ u0026nbsp;发展出比较普遍适用的无机纳米材料的合成和可控生长技术,提出相应的纳米材料形成机理优化一些重要的无机纳米材料的制备方法基本弄清典型体系的一些基本物理和化学问题,合理解释实验结果;进一步总结纳米异质结构的应用和实用化的若干关键问题力争研制出彩色碳纳米管场发射平面显示样机提升金属 - 空气电池容量,功率和寿命,并推广至其他高端电池的应用研究。全面完成本项目研究任务。申请专利5项,国外2项。

关键词: 社会科学