納米晶體指晶粒為納米尺寸的晶體材料，或具有晶體結(jié)構(gòu)的納米顆粒。一般晶粒尺寸小于100nm的材料才稱為納米晶體。納米晶體具有很重要的研究價值。納米晶體的電學(xué)和熱力學(xué)性質(zhì)顯現(xiàn)出很強的尺寸依賴性，從而可以通過細致的制造過程來控制這些性質(zhì)。納米晶體能夠提供單體的晶體結(jié)構(gòu)，通過研究這些單體的晶體結(jié)構(gòu)可以提供信息來解釋相似材料的宏觀樣品的行為，而不用考慮復(fù)雜的晶界和其他晶體缺陷。尺寸小于10納米的半導(dǎo)體納米晶體通常被稱為量子點。此外，納米晶體在能源轉(zhuǎn)換和催化領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力，例如用沸石制成的納米晶體可以用作把原油轉(zhuǎn)換成柴油的過濾器，這種方法比傳統(tǒng)煉油方法要便宜。納米晶體制作的太陽能板具有便宜高效的特點。
定義
納米晶體是指由尺寸為1~100nm的晶粒組成的單相或復(fù)相的多晶體。在這個尺寸范圍內(nèi)，材料的物理和化學(xué)性質(zhì)會因為量子尺寸效應(yīng)而發(fā)生顯著變化。
晶體結(jié)構(gòu)
這種晶體的結(jié)構(gòu)特征是其晶界上的原子占晶體總原子數(shù)的50%。納米晶體中的晶界數(shù)目約為10個晶界/cm，這些晶界對材料的性質(zhì)有著重要影響。
原理
納米晶體中，巨大數(shù)量的晶界(或相界)中，其核心部位的原子受相鄰點陣的制約，形成定的排列組態(tài)。這種組態(tài)既不同于晶體(晶粒內(nèi)的原子排列)又不同于非晶態(tài)，而是構(gòu)成新的組態(tài)，是一個三維的有序結(jié)構(gòu)，有其自己的周期規(guī)律和原子間距，不同晶界彼此又各不相同。1cm納米晶體中的10個晶界出現(xiàn)10個原子組態(tài)，這是由于各晶粒的取向不同，不同取向的晶粒對其周邊晶界核心處的原子所作用的約束力大小和方向各異，因而造成原子排列組態(tài)互異。
晶界相
晶界(或相界)上的原子也稱晶界相(或相界相)，納米晶體出現(xiàn)的新性能主要來自晶界相(或相界相)上的原子的特殊排列。晶界(或相界)上核心部分原子排列的新組態(tài)為納米晶體帶來新性能，納米晶體通常用氣相激冷凝結(jié)法制取。
參考資料 >