俄力推納米研究成果走向應用

　　納米團簇和納米系統領域的研究是21世紀納米技術的基礎。比如，單電子裝置可以使現代微米計算機元器件尺寸降低幾個數量級，并實現由微米技術向納米技術的過渡。半導體團簇方面的研究成果表明，只需改變納米團簇尺寸，就可以制作出可變波長的激光器及發光二極管。 

　　鑒于納米技術的實踐應用將大大改變技術工藝的發展，俄羅斯首先倡導將理論研究成果盡快轉化為生產技術和有競爭性的高科技產品。 

　　1.生產納米管。 

　　俄羅斯已開發出納米管氣態生長法，利用該方法，可以獲得表面系數很高的納米管和納米纖維。 

　　俄研制的納米管主要特性如下：斷裂強度是碳纖維的約1.5倍—2倍；在碳材料中溫度膨脹系數*低，且具有良好的各向異性；室溫下磁化系數僅次于超導；對于納米管，其復合材料的纖維強度特性可達到90%，而碳纖維僅能達到60%—65%。 

　　2.在量子點晶格基礎上研制單電子裝置。 

　　量子點晶格系統QCA將用于信息編碼和信號處理，而QCA電路是新的快速發展的量子點制作技術。目前，俄羅斯也在研究包括GaAs/AlGaAs、Si/SiGe和Si/SiO2在內的半導體QCA結構，以及金屬隧道和分子結構電路的QCA結構。 

　　3.利用納米粉體改善金屬及合金的特性。 

　　為了研究出適應溫度范圍大、工作在靜負載和動負載環境下的新結構，要求開發出物理機械性能優于傳統金屬及合金的新材料。這方面具有重要意義的是復合材料，特別是金屬基質的離散加強復合材料。 

　　俄羅斯科學院流體動力學研究所研究了利用爆炸方法合成的摻有富勒烯或者超離散金剛石的銅粉體技術。通過試驗，獲得了銅基離散強化復合材料樣品，與單一的銅相比其導電性達到78%，且顯微硬度超過純銅2倍。 

　　4.用于激光器和光電子裝置。 

　　早在上世紀80年代人們就認識到，離散能譜及電子和電子穴波函數重疊對于量子點具有很好的應用價值。量子點可以成為不依賴溫度的高特性半導體激光器的有源介質。 

　　由于量子點結構制作技術的改善，從1992年起這一領域開始迅速發展起來，到目前為止，光刻技術仍是生產這種結構的主要方法，但其不足之處是受到尺寸的限制。 

　　Ge-Si和InAs-GaAs異質結構中納米尺寸島的有序效應可以使人們獲得密度為1010—1011平方厘米的極小尺寸無缺陷量子點，并在其電子及光學譜中明顯表現出類似原子的特性。俄羅斯科學院西伯利亞分院物理半導體研究所正在加強對Ge/Si納米結構的研究。 

　　5.研制納米結構復合材料。 

　　納米結構不僅僅限于電子和光通信產業的應用，像納米粉、納米膜等納米結構可以廣泛應用于各個工業領域。納米粉由于其獨特的機械、物理和化學性能在工業部門得到積極推廣使用，其中碳納米結構又獨占鰲頭。俄超固體和新碳材料技術研究所在高氣壓條件下合成了納米結構，獲得了直徑為80納米至100納米的錐形排列管。 

　　6.研制納米材料催化劑。 

　　俄托姆斯克工業大學研究了熱催化消除有機化合物中有害氣體的方法。他們采用過渡金屬和稀土金屬復合氧化物的超離散粉體(CrCuNi-CoCe粉體活化層)，同時還與現有的鈀催化劑進行了對比試驗，以評價其清潔效率。實驗表明，CrCuNi-CoCe超離散粉體催化劑和鈀催化劑氧化的碳氫化合物激活能在數值上十分接近。而俄科院西伯利亞分院催化研究所研究了催化劑的活性組分，實驗發現，催化活性是由尺寸為0.1—0.3的細離散粒子決定的，這樣的尺寸呈現為磁性氧化鐵和Mg、Mn及Ca鐵氧體的固溶體。  

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