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纳米加工技术论文
纳米加工技术论文 纳米加工技术作为引起一场新的产业革命的科学技术，备受世人瞩目。下面小编给大家分享一些纳米加工技术论文，大家快来跟小编一起欣赏吧。
纳米加工技术论文篇一 纳米技术探析 摘 要：
纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术， 是现代科学和现代技术结合的产物。纳米科学技术将引发一系列新的科学技术， 将对社会的发展作出更大的贡献。
关键词：
纳米技术意义展望 一、纳米技术的内涵 纳米技术是一门在0.1―100nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进 行加工、制造具有特定性能的产品，或对物质进行研究、掌握其原子和分子的规 律和特征的高新技术学科，被认为是“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十 项技术”之一。
纳米技术包含下列四个主要方面：(1)纳米材料。当物质到纳米尺度 以后，即0.1―100nm这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。
这种既具不同于原来组成的原子、分子，又不同于宏观的物质的特殊性能构成的 材料，即为纳米材料。(2)纳米动力学。主要是微机械和微电机，或总称为微型 电动机械系统，用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电 子设备、医疗和诊断仪器等。用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺， 特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百μm，而宽度误差很小。(3)纳 米生物学和纳米药物学。如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子， dna的精细结构，等等。纳米生物学发展到一定技术时，可以用纳米材料制成具 有识别能力的纳米生物细胞，并可以吸收癌细胞的生物医药，注入人体内，用于 定向杀癌细胞。(4)纳米电子学。包括基于量子效应的纳米电子器件，纳米结构 的光/电性质，纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装，等等。当前电 子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。更快，是指响应速度要快。更 冷，是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度，纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。
二、研发纳米技术的重要意义 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术 和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、 高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小;航空航天、新型军事装备 及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱 发的新技术、新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影 响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。纳米材料和纳 米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重 要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近 年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方 英寸400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米 阵列激光器，价格低廉。高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用 作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经 济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人 们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和 纳米结构的应用将对调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业 及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。
研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自 然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度(0.1―100nrn)与物质 中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁 磁性临界尺寸相当，因而纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的 原子、分子，又不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到 介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提 出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰 富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳 米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题;纳米结构设计，异质、异相和不 同性质的纳米基元(零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝)的组合。纳米 尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的 自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方 法设计纳米结构原理性器件及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。
纳米技术作为一门新兴的学科，被誉为21世纪最具有发展前景的技术，是对未来经济和社会发展产生重大影响的一种关键性前沿技术。纳米技术在社会 上的应用前景非常广阔，纳米技术不仅会推动新产品的开发，而且将为改善人们 的生活环境，提高生活质量作出不可估量的贡献。纳米技术将成为21世纪新型技 术的发展新方向，相信在不久的将来，我们将跨入一个全新的时代。
三、对纳米技术未来发展的展望 纳米技术将从根本上改变未来制造的两种基本类型方式――连续制 造和离散制造。连续制造是指批量物质或材料的生产，例如化学品或金属卷材。
离散制造是指单个配件的生产，例如螺栓或元件(集成电路)或组装系统(计算机)。
对于纳米尺度制造来说，原子、分子与团簇都是生产“原料”。因此，纳米尺度制 造的生产工艺和设备与目前应用于大于100nm的微制造工艺与设备将会有很大 不同。纳米制造未来的研究方向包括以下几个。
1.材料开发 了解和模拟纳米尺度物质合成、操控及监测的现象和工艺，这是开发 新型纳米制造技术所需的;开发表征、监测、筛选、分离和控制纳米结构大小/形 状/多分散性和表面或体积特征的方法。
2.制造纳米系统的材料操控与控制 分子、大分子、纳米颗粒及纳米尺度组件的定位、定向、分散、集群 和导向自我组装，非共价键和信息内容是不可或缺的;纳米材料的包装和输运， 如通过超声和纳米流化床;纳米自组装结构融入功能器件和系统。
3.与微观和宏观系统相结合 把自下而上和自上而下的制备技术融入低本高效的优化生产制造中;
制造技术的尺度放大、并行和集成能力，如平行探针或束阵列等方法。
4.制造工具 改造和控制表面组成/结构，以确保随后组装的稳定性和功能性;开发 可支撑的、用户与环境友好、廉价而高产的制图技术;开发和运用纳米结构复制 方法;纳米制造结构和性能的低本高效清除/修复/接缝技术，等等。
5.测量和标准工具纳米颗粒与结构的化学和结构表征技术(除几何形状特征外);开发三 维加工和非破坏性表面下探测技术;把在线传感与监测技术同制造方法融合在一 起;远程制作和远程表征设备和仪器，等等。
纳米加工技术论文篇二 新型纳米加工技术的研究进展 摘 要：随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求，纳米加工方 法越来越多地引起人们的关注，纳米技术的核心是纳米加工技术。新型纳米加工 技术突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制，属于多项纳米操纵加工技术的 系统工程研究，主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究，具有较强的创 新性、前瞻性和原创性，具有广泛的应用前景。
关键词：无机纳米材料;纳米加工技术;研究 随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求，纳米加工方法越来越 多地引起人们的关注，纳米技术的核心是纳米加工技术。纳米加工技术作为引起 一场新的产业革命的科学技术，备受世人瞩目。随着科技的发展，对电子器件小 型化的要求越来越强烈，各种器件逐渐由微米向纳米尺度发展。特别是对纳米器 件、光学器件、高灵敏度传感器、高密度存储器件以及生物芯片制造等方面的纳 米化要求越来越强烈，如何缩小图形尺寸、提高器件的纳米化程度已经成为各国 科学家们越来越关心的问题。然而由于传统刻蚀技术的限制使得器件纳米化的发 展成为当今电子器件小型化发展的重要制约因素之一。因此，新型纳米加工技术 突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制，属于多项纳米操纵加工技术的系统 工程研究，主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究，具有较强的创新性、 前瞻性和原创性，具有广泛的应用前景。
1 国内外研究现状 近年来，为了克服原有光刻技术对图形线宽的限制，人们已探索了许 多先进的纳米刻蚀加工方法。ATT BeII实验室的RSBecker等人利用扫描探针显微 技术实现了在Ge表面原子级的加工。HDDay和DRAllee成功地实现了硅表面的纳 米结构制备，从而在纳米加工领域开辟了新的天地。近年来，Mirkin研究组和其它几个研究集体利用扫描探针技术成功地制造了有机分子纳米图形与阵列、无机 氧化物、金属纳米粒子、高分子溶胶等纳米图形和阵列以及蛋白质阵列。此外， 离子束、电子束、极紫外、X射线、深紫外加波前工程、干涉光刻以及原子光刻 等技术的出现进一步发展了纳米刻蚀加工技术，为克服光刻的限制，提高图形密 度提供了可能。然而这些方法虽然可以实现相对复杂的纳米图形化，但其设备昂 贵， 投资成本较大、应用步骤复杂，更主要的在于生产效率低，产品价格高昂， 因而难以在要求低成本、高产出的商业中得到广泛的应用，特别是在图形要求相 对简单、有序，而密度和灵敏度要求较高的纳米器件中(如：传感器、激光器、 平板显示器、高密度存储器件、生物芯片、量子器件等方面)的应用受到了很大 的制约。因此，如何发展简单、便宜、适用于大规模生产的表面图案化技术已成 为一个涉及众多学科领域的新课题。
当前，美、日两国在纳米光刻领域的研究处于世界领先地位。为了应 对纳米技术的挑战，欧洲最近几年开展国家间的大型合作项目技术，纳米光刻技 术得到了深入研究和广泛发展。近年来我国对纳米加工方面的研究也进行了大力 的扶持，很多科研单位将纳米加工技术列为重点研究项目，并引进了具有0.13和 0.09微米生产技术能力的大型芯片企业，为提高我国的纳米加工技术和芯片制造 水平，发展信息产业技术，抢占21世纪纳米科学技术的制高点具有不可低估的作 用。
2 新型纳米加工技术 纳米加工技术是为了适应微电子及纳米电子技术、微机械电子系统的 发展而迅速发展起来的一门加工技术。目前，探索新的纳米加工方法和手段已成 为纳米技术领域中的热点。随着纳米加工技术的发展，现已出现了多种纳米加工 技术，新型纳米加工技术利用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料制备 纳米图形化掩模，结合纳米刻蚀技术实现小于30纳米的图形结构制备。随着纳米 结构图形尺寸小于100纳米后，不仅缩小了器件的尺寸，而且由于纳米尺寸效应 的影响，纳米器件被赋予了许多新的特性：计算速度更快、存储密度更高、能耗 大大减少等。纳米技术的发展也会对生命技术发展产生重大的影响，对环境、能 源等很多方面都会产生重大影响，具有重大而深远的意义。
3 新型纳米加工技术的应用 和有机材料相比，无机纳米材料具有尺寸均匀可控，性质稳定、种类 多样、易于制备等特点，其粒度尺寸可小于10纳米，甚至可以达到1纳米。同时，利用自组装排布技术也可以获得无机纳米材料的多种纳米图形结构。显然，利用 无机纳米材料做掩模有望进一步克服有机高分子结构和尺寸方面的限制，获得尺 寸更小，密度更高的纳米图形。同时，利用有机分子的多样性通过功能基团与无 机纳米材料结合起来，这样既保留了原来有机分子及无机分子的本质特征，又可 能通过这些结合所带来的变化导致新的纳米图形产生，使纳米刻蚀技术向更小的 粒度和线宽发展，为提高纳米传感器灵敏度，提高高密度存储器件的记录密度等 纳米器件的性能提供新的契机。但从目前来看，大部分研究主要集中在有机图形 材料的研究方面，对无机材料，特别是无机-有机复合图形材料的研究还鲜有报 导。采用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料结合自组装排布技术以及 纳米刻蚀加工技术，有望打破有机图形化材料的限制，获得更为丰富的图形结构。
因此，利用无机纳米材料及无机-有机纳米复合图形材料在基底表面实现纳米图 形化模板的制备，并结合纳米刻蚀技术对图形进行转移，不仅可用于纳米材料制 作、纳米器件加工、纳米长度测量、纳米物质的物理特性研究等方面，还可用于 对DNA链和病毒进行处理等，具有重要的应用前景。
4 新型纳米加工技术前景展望 新型纳米加工技术在多个领域具有广泛的应用，如生物、医药、机械、 电子等领域，其中包括纳米器件(微电子器件、量子器件)，纳米材料(低维量子点、 量子线材料、光子带宽材料)，纳米长度测量标准(可置于显微镜中)，光学光栅制 作，新型传感器，纳米电子技术，能源领域以及纳米机器人等方面。在纳米刻蚀 技术完善后，可以制作纳米级硬件，今后可广泛应用于信息科学和生命科学中。
与传统的刻蚀技术相比，以纳米材料为基础的纳米刻蚀加工技术由于利用纳米材 料的图形化特性并结合反应离子刻蚀技术，实现纳米图形的刻蚀，因此所需设备 简单，操作方便，克服了传统光刻技术对尺寸的限制和电子束光刻等在设备和生 产速度上的限制，因而成为人们近来广泛关注的热点，为从宏观到微观纳米图形 制作开辟了新途径。对改善太阳能电池表面陷光特性，提高光电转换效率，以及 对微芯片、纳米传感器、量子器件、高密度存储等高新技术产品向更高密度、更 高速度、更高分辨率和超微细化发展，促进国防科技水平和信息科学的进步，以 及医学和生命科学的进步，都具有重大而深远的意义。目前，随着纳米加工技术 逐渐产业化和日趋成熟，已经得到市场广泛认可和接受，其产业化和市场化的前 景是十分可观的。
5 结束语 纳米器件的设计与制造已成为世界上人们关注的热点，成为二十一世纪科学技术进步的发展动机。新型纳米加工技术的发展方向是多种技术的综合应 用，以实现各种技术的优势互补。因此开展纳米加工技术和方法的研究，不仅可 以获得自主知识产权，而且在未来的科技竞争中占据主动。
