奈米線和薄膜

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奈米線和薄膜之间的区别

奈米線 vs. 薄膜

纳米线是一种纳米尺度(10−9 米)的线。 换一种说法，纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构。这种尺度上，量子力学效应很重要,因此也被称作"量子线"。根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线（如：Ni，Pt，Au等），半导体纳米线（如：InP，Si，GaN 等）和绝缘体纳米线（如：SiO2，TiO2等）。分子纳米线由重复的分子元组成，可以是有机的（如：DNA）或者是无机的（如：Mo6S9-xIx）。 作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线可以被用来制作超小电路。. 薄膜材料是指厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层。电子半导体功能器件和光学镀膜是薄膜技术的主要应用。 一个很为人们熟知的表面技术的应用是家用的镜子：为了形成反射表面在镜子的背面常常镀上一层金属，镀银操作广泛应用于镜子的制作，而低于一个纳米的极薄的镀层常常用来制作双面镜。 当光学用薄膜材料（例如减反射膜消反射膜等）由数个不同厚度不同反射率的薄层复合而成时，他们的光学性能可以得到加强。相似结构的由不同金属薄层组成的周期性排列的薄膜会形成所谓的超晶格结果。在超晶格结构中，电子的运动被限制在二维空间中而不能在三维空间中运动于是产生了量子阱效应。 薄膜技术有很广泛的应用。长久以来的研究已经将铁磁薄膜用于计算机存储设备，医药品，制造薄膜电池，染料敏化太阳能电池等。 陶瓷薄膜也有很广泛的应用。由于陶瓷材料相对的高硬度使这类薄膜可以用于保护衬底免受腐蚀氧化以及磨损的危害。在刀具上陶瓷薄膜有着尤其显著的功用，使用陶瓷薄膜的刀具的使用寿命可以有效提升几个数量级。 现阶段对于一种被称为多组分非晶重金属阳离子氧化物的新型的无机氧化物材料的研究正在进行，这种材料有望用于制造稳定，环保，低成本的透明晶体管。.

半导体

半导体（Semiconductor）是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时，电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小，在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电，而绝缘材料则因为能隙很大（通常大于9电子伏特），电子很难跳跃至导电带，所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发，或是改变其能隙之间距，此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似，即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中，原子核外由于电子缺失形成的“空穴”，在电场作用下，空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流（一般称为正电流）。 材料中载流子（carrier）的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”（IIIA、VA族元素）来控制。如果我們在純矽中摻雜（doping）少許的砷或磷（最外層有5個電子），就會多出1個自由電子，這樣就形成N型半導體；如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有3個電子），就反而少了1個電子，而形成一個電洞（hole），這樣就形成P型半導體（少了1個帶負電荷的原子，可視為多了1個正電荷）。.

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金

金（gold）是化学元素，化学符号Au（来自aurum），原子序数79。纯金是有明亮光泽、黄中带红、柔软、密度高、有延展性的金属。金在元素周期表中在11族，属过渡金属，是化学性质最不活泼的几种元素之一。金在标准状况下是固体，在自然界中常以游离态单质形式（自然金）存在，如岩石、地下及沖積層中堆积的砂金或金粒。金能和游离态的银形成固溶体琥珀金，在自然界中也能和铜、钯形成合金。矿物中的金化合物不太常见，主要是碲化金。 金的原子序数在宇宙中天然存在的元素中是较高的。据信这种重元素是在两颗中子星碰撞时的超新星核合成中产生，在太阳系形成前的尘埃中就已存在。由于地球形成之初还处于熔化状态，的金几乎都已沉入地核。因此，现在地球上地壳和地幔的金多是拜后来后期重轰炸期（约40亿年前）的小行星撞击事件所赐。 金能抵抗单一酸的侵蚀，但却能被王水溶解（“王水”因此得名）。这种混合酸能和金反应生成四氯合金酸根离子。金也能溶于碱性氰化物溶液，这是其开采和电镀的原理。能夠溶解銀及卑金屬的硝酸不能溶解金，这些性質是黃金精煉技術的基础，也是用硝酸来鉴别物品裡是否含有金的原理，这一方法是英語諺語「acid test」的語源，意指用「測試黃金的標準」来測試目標物是否名副其實。此外，金能溶于水銀，形成汞齊（也是一种合金），但这并非化学反應。 金在有历史记载以前就是一種廣受歡迎的貴金屬，用于貨幣、保值物、珠寶和艺术品。以前国内和国际通常实行以金为基础的金本位货币制度，但1930年代时金币已停止流通。70年代，随着布雷頓森林協定的结束，世界范围内的金本位制终于让位给法定货币制度。不过因其稀有，易于熔炼、加工和铸币，色泽独特，抗腐蚀，不易和其他物质反应等特点，金的价值不减。 底，人类总共开采18.36万公噸（相当于9513立方米）的金。 产量中的50%用于珠宝，40%用于投资，还有10%用于工业。 因其高延展性，抗腐蚀性，在大多数反应中的惰性和导电性，金一直在各类电子设备中用作耐腐蚀的电子连接器，这是它的主要工业用途。此外它还用于屏蔽红外线，生产和金箔，以及修补牙齿。有些金盐在医学上仍作为消炎药使用。.

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