舉例說明納米材料的結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系.

1、代鵬程無機(jī)化學(xué)2009級(jí)碩博連讀學(xué)號(hào)：200911461題目:舉例說明納米材料的結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系目錄1、納米材料定義2、納米材料的結(jié)構(gòu)3、納米材料的性能4、以量子點(diǎn)為例說明納米材料結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系5、以納米線為例說明納米材料結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系1、納米材料定義納米材料是納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料的簡稱。狹指由納米顆粒構(gòu)成的固體材料，其中納 米顆粒的尺寸最多不超過100納米,在通常情況下不超過10納米;從廣義上說,納米 材料，是指微觀結(jié)構(gòu)至少在一維方向上受納米尺度 （110 0nm限制的各種固體超細(xì)材 料，它包括零維的原子團(tuán)簇（幾十個(gè)原子的聚集體和納米微粒；一維納米纖維；二維納 米微粒膜（涂層及三維納米材

2、料。2、納米材料的結(jié)構(gòu)材料學(xué)研究認(rèn)為：材料的結(jié)構(gòu)決定材料的性能，同時(shí)材料的性能反映材料的結(jié)構(gòu)。納米材料也同樣如此。對(duì)于納米材料，其特性既不同于原子，又不同于結(jié)晶體，可 以說它是一種不同于本體材料的新材料，其物理化學(xué)性質(zhì)與塊體材料有明顯的差 異。納米材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：納米尺度結(jié)構(gòu)單元，大量的界面或自由表面，以及結(jié)構(gòu)單 元與大量界面單元之間存在的交互作用。在結(jié)構(gòu)上，大多數(shù)納米粒子呈現(xiàn)為理想單晶，也有呈現(xiàn)非晶態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)的納米粒子。納米材料的結(jié)構(gòu)上存在兩種結(jié)構(gòu)單元；即晶體單元和界面單元。晶體單元由所有晶粒中的原子組成，這些原子嚴(yán)格地位于晶 格位置;界面單元由處于各晶粒之間的界面原子組成，這些原子由超微

3、晶粒的表面原 子轉(zhuǎn)化而來。納米材料由于非常小，使納米材料的幾何特點(diǎn)之一是比表面積（單位質(zhì)量材料的表面積很大，一般在102104m2/g。它的另一個(gè)特點(diǎn)是組成納米材料的單元表面上 的原子個(gè)數(shù)與單元中所有原子個(gè)數(shù)相差不大。例如：一個(gè)由5個(gè)原子組成的正方體 納米顆粒，總共有原子個(gè)數(shù)53=125個(gè)，而表面上就有約89個(gè)原子,占了納米顆粒材料 整體原子個(gè)數(shù)的71%以上。這些特點(diǎn)完全不同于普通的材料。例如，普通材料的比 表面積在10m2/g以下，其表面原子的個(gè)數(shù)與組成單元的整體原子個(gè)數(shù)相比較完全可 以忽略不計(jì)。，從物理學(xué)的觀點(diǎn)來，這是一個(gè)由量變到由于以上納米材料的兩上顯著不同于普通材料的幾何特點(diǎn) 看，就使

4、得納米材料有兩個(gè)不同于普通材料的物理效應(yīng)表現(xiàn)出來 質(zhì)變的過程。一個(gè)效應(yīng)我們稱之為量子尺寸效應(yīng) ，另一個(gè)被稱之為表面效應(yīng)。量子 尺寸效應(yīng)是由于材料的維度不斷縮小時(shí)，描述它的物理規(guī)律完全不同于宏觀（普通材料的規(guī)律，不但要用描述微觀領(lǐng)域的量子力學(xué)來描述，同時(shí)要考慮 到有限邊界的實(shí)際問題。關(guān)于量子尺寸效應(yīng)處理物理問題，到目前為止，還沒有一個(gè)較為成熟的適用方法。表面效應(yīng)是由于納米材料表面的原子個(gè)數(shù)不可忽略，而表面 上的原子又反受到來自體內(nèi)一側(cè)原子的作用，因此它很容易與外界的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)， 也就是說它們十分活潑。納米材料由于這兩上特殊效應(yīng)的存在，使得它們的物理、化學(xué)性質(zhì)完全不同于 普通材料。目前許多實(shí)驗(yàn)和

5、應(yīng)用結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，納米材料的熔點(diǎn)、磁性、電容性、 發(fā)光特性、水溶特性等都完全不同于普通材料。例如 ，將金屬銅或鉛做成幾個(gè)納米 的顆粒，一遇到空氣就會(huì)燃燒，發(fā)生爆炸;用碳納米管做成的超級(jí)電容器，其體積比電容達(dá)到600F/cm3這在同樣體積下電容量為傳統(tǒng)電容的幾百倍；碳納米管的強(qiáng)度比鋼 強(qiáng)100倍?；谶@些令人興奮的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們完全可以預(yù)感到，納米材料的實(shí) 際應(yīng)用一定能夠大量地滿足人們用普通材料不能達(dá)到的要求，提高人們的生活質(zhì)量， 大大促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步。3、納米材料的性能運(yùn)用納米技術(shù)，將物質(zhì)加工到一百納米以下尺寸時(shí)，由于它的尺寸已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，因此其所表現(xiàn)的特性，例如熔

6、點(diǎn)、磁性、化學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等等，往往產(chǎn)生既不同于微觀原子、分子，也不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)的宏觀性質(zhì)，也即納米材料表現(xiàn)出物質(zhì)的超常規(guī)特性。3.1納米材料的特性當(dāng)物質(zhì)尺寸度小到一定程度時(shí)，則必須改用量子力學(xué)取代傳統(tǒng)力學(xué)的觀點(diǎn)來描述它的行為，當(dāng)粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時(shí)，其粒徑雖改變?yōu)?000倍，但 換算成體積時(shí)則將有109倍之巨，所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。當(dāng)小顆粒進(jìn)入納米級(jí)時(shí)，其本身和由它構(gòu)成的納米固體主要有如下四個(gè)方面的 效應(yīng)。3.1.1體積效應(yīng)（小尺寸效應(yīng)當(dāng)粒徑減小到一定值時(shí)，納米材料的許多物性都與顆粒尺寸有敏感的依賴關(guān)系表現(xiàn)出奇異的小尺寸效應(yīng)或量子尺寸效應(yīng)。例如

7、，對(duì)于粗晶狀態(tài)下難以發(fā)光的半導(dǎo)體Si、Ge等，當(dāng)其粒徑減小到納米量級(jí)時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的可見光發(fā)光現(xiàn)象，并且隨著 粒徑的進(jìn)一步減小，發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，發(fā)光光譜逐漸藍(lán)移。又如，在納米磁性材料中， 隨著晶粒尺寸的減小，樣品的磁有序狀態(tài)將發(fā)生本質(zhì)的變化，粗晶狀態(tài)下為鐵磁性的 材料，當(dāng)顆粒尺寸小于某一臨界值時(shí)可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌槾艩顟B(tài) ，當(dāng)金屬顆粒減小到納米 量級(jí)時(shí)，電導(dǎo)率已降得非常低，這時(shí)原來的良導(dǎo)體實(shí)際上會(huì)轉(zhuǎn)變成絕緣體。這種現(xiàn)象 稱為尺寸誘導(dǎo)的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變。3.1.2表面與界面效應(yīng)粒子的尺寸越小，表面積越大。納米材料中位于表面的原子占相當(dāng)大的比例，隨著粒徑的減小，引起表面原子數(shù)迅速增加。如粒徑為10nm

8、時(shí)，比表面積為90m2/g;粒 徑為5nm時(shí)，比表面積為180m2/g;粒徑小到2nm時(shí)，比表面積猛增到450m2/g。這樣高的比表面，使處于表面的原子數(shù)越來越多，使其表面能、表面結(jié)合能迅速增加致使 它表現(xiàn)出很高的粒子化學(xué)性。利用納米材料的這一特性可制得具有高的催化活性和 產(chǎn)物選擇性的催化劑。納米材料的許多物性主要是由表（界面決定的。例如，納米材料具有非常高的擴(kuò)散系數(shù)。如納米固體 Cu中的自擴(kuò)散系數(shù)比晶格擴(kuò)散系數(shù)高1420個(gè) 數(shù)量級(jí)，也比傳統(tǒng)的雙晶晶界中的擴(kuò)散系數(shù)高 24個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣高的擴(kuò)散系數(shù)主 要應(yīng)歸因于納米材料中存在的大量界面。從結(jié)構(gòu)上來說 ，納米晶界的原子密度很低，大量的界面為原子擴(kuò)

9、散提供了高密度的短程快擴(kuò)散。普通陶瓷只有在1000 r以上, 應(yīng)變速率小于10-4/s時(shí)才能表現(xiàn)出塑性，而許多納米陶瓷在室溫下就可以發(fā)生塑性 變形。3.1.3量子尺寸效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)在微電子學(xué)和光電子學(xué)中一直占有顯赫的地位。粒子的尺寸降到定值時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)變?yōu)榉至⒛芗?jí)，吸收光譜閾值向短波方向移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。1993年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室在硒化鎘中發(fā) 現(xiàn)，隨著粒子尺寸的減小，發(fā)光的顏色從紅色變成綠色進(jìn)而變成藍(lán)色，有人把這種發(fā)光 帶或吸收帶由長波長移向短波長的現(xiàn)象稱為"藍(lán)移"。1963年日本科學(xué)家久保（Kubo給量子尺寸效應(yīng)下了如下定義；當(dāng)粒

10、子尺寸下降到最 低值時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)現(xiàn)象。3.1.4宏觀量子隧道效應(yīng)微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為隧道效應(yīng)。用此概念可定性地解釋超細(xì)鎳微 粒在低溫下繼續(xù)保持超順磁性?？茖W(xué)工作者通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在低溫下確實(shí)存在磁的 宏觀量子隧道效應(yīng)。這一效應(yīng)與量子尺寸效應(yīng)一起 ，確定了微電子器件進(jìn)一步微型 化的極限，也限定了采用磁帶磁盤進(jìn)行信息儲(chǔ)存的最短時(shí)間。由于納米粒子有極高的表面能和擴(kuò)散率，粒子間能充分接近，從而范德華力得以 充分發(fā)揮，使納米粒子之間、納米粒子與其它粒子之間的相互作用異常強(qiáng)烈。從而 使納米材料具有一系列的特殊的光、電、熱、力學(xué)性能和吸附、催化、燒結(jié)等性 能。3.2

11、納米材料的性能321力學(xué)性能高溫、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)的永恒主題，納米結(jié)構(gòu)材料的硬度（或強(qiáng)度與粒徑成反比（符合Hall-Retch關(guān)系式。材料晶粒的細(xì)化及高密度界面的存在，必將對(duì) 納米材料的力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響。在納米材料中位錯(cuò)密度非常低，位錯(cuò)滑移和增殖采取Frand-Reed莫型，其臨界位錯(cuò)圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大,增殖后位錯(cuò) 塞積的平均間距一般比晶粒大，所以在納米材料中位錯(cuò)的滑移和增殖不會(huì)發(fā)生，此即 納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。3.2.2光學(xué)性能納米粒子的粒徑（10-100nm小于光波的波長，因此將與入射光產(chǎn)生復(fù)雜的交互 作用。金屬在適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)沉積條件下，可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子，稱

12、為金 屬黑，這與金屬在真空鍍膜時(shí)形成的高反射率光澤面成強(qiáng)烈對(duì)比。由于量子尺寸效 應(yīng)，納米半導(dǎo)體微粒的吸收光澤普遍存在藍(lán)移現(xiàn)象，納米材料因其光吸收率大的特色， 可應(yīng)用于紅外線感測(cè)器材料。此外，TiO2超細(xì)或納米粒子還可用于抗紫外線用品。塊狀金屬具有各自的特征顏色，但當(dāng)其晶粒尺寸減小到納米量級(jí)時(shí)，所有金屬便 都呈黑色，且粒徑越小,顏色越深，即納米晶粒的吸光能力越強(qiáng)。納米晶粒的吸光過程 還受其能級(jí)分離的量子尺寸效應(yīng)和晶粒及其表面上電荷分布的影響。由于納米材料的電子往往凝集成很窄的能帶，因而造成窄的吸收帶。半導(dǎo)體硅是一種間接帶隙半 導(dǎo)體材料，通常情況下發(fā)光效率很弱，但當(dāng)硅晶粒尺寸減小到5nm及以下時(shí)，

13、其能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，帶邊向高能帶遷移，觀察到了很強(qiáng)的可見發(fā)射。4nm以下的Ge晶粒也可發(fā)生很強(qiáng)的可見光發(fā)射。323電學(xué)性能由于納米材料晶界上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚 至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)，金屬向絕緣體轉(zhuǎn)變，在磁場中材料電阻的減小非常明顯。電學(xué)性能 發(fā)生奇異的變化，是由于電子在納米材料中的傳輸過程受到空間維度的約束從而呈 現(xiàn)出量子限域效應(yīng)。在納米顆粒內(nèi)，或者在一根非常細(xì)的短金屬線內(nèi)，由于顆粒內(nèi)的 電子運(yùn)動(dòng)受到限制，電子動(dòng)能或能量被量子化了。結(jié)果表現(xiàn)出當(dāng)金屬顆粒的兩端加 上電壓，電壓合適時(shí)，金屬顆粒導(dǎo)電;而電壓不合適時(shí)金屬顆粒不導(dǎo)電。這樣一來，原 本在宏觀世界內(nèi)奉為經(jīng)典的歐

14、姆定律在納米世界內(nèi)不再成立了。金屬銀會(huì)失去了典 型金屬特征；納米二氧化硅比典型的粗晶二氧化硅的電阻下降了幾個(gè)數(shù)量級(jí) ；常態(tài)下 電阻較小的金屬到了納米級(jí)電阻會(huì)增大，電阻溫度系數(shù)下降甚至出現(xiàn)負(fù)數(shù)；原來絕緣 體的氧化物到了納米級(jí)，電阻卻反而下降，變成了半導(dǎo)體或?qū)щ婓w。納米材料的電學(xué) 性能決定于其結(jié)構(gòu)。如隨著納米碳管結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同 ，納米碳管可以是金屬性的、 半導(dǎo)體性的。3.2.4磁學(xué)性能當(dāng)晶粒尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，晶粒之間的鐵磁相互作用開始對(duì)材料的宏觀磁性 有重要的影響。納米顆粒由于尺寸超細(xì)，一般為單疇顆粒，其技術(shù)磁化過程由晶粒的磁各向異性 和晶粒間的磁相互作用所決定。納米晶粒的磁各向異性與晶粒的形狀

15、、晶體結(jié)構(gòu)、 內(nèi)應(yīng)力以及晶粒表面的原子有關(guān)，與粗晶粒材料有著顯著的區(qū)別，表現(xiàn)出明顯的小尺 寸效應(yīng)。納米磁性材料具有十分特別的磁學(xué)性質(zhì)，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)和矯 頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料不僅音質(zhì)、圖像和信噪比好，而且記錄密度 比丫Fe2O3高幾十倍。超順磁的強(qiáng)磁性納米顆粒還可制成磁性液體 ，用于電聲器 件、阻尼器件、旋轉(zhuǎn)密封及潤滑和選礦等領(lǐng)域。325熱學(xué)性能由于納米材料界面原子排列比較混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)?因此納米材料的比熱和膨脹系數(shù)都大于同類粗晶和非晶材料的值。如金屬銀界面熱 膨脹系數(shù)是晶內(nèi)熱膨脹系數(shù)的2.1倍;納米鉛的比熱比多晶態(tài)鉛增加 25% 50%

16、;納米 銅的熱膨脹系數(shù)比普通銅大好幾倍；晶粒尺寸為8nm的納米銅的自擴(kuò)散系數(shù)比普通銅大1019倍。326燒結(jié)性能納米材料不同于塊狀材料是由于其表面積相對(duì)增大，也就是超微粒子的表面占 據(jù)在部分的結(jié)構(gòu)空間，該結(jié)構(gòu)代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外 來原子吸附鍵（結(jié)合，同時(shí)因粒徑細(xì)小而提供大表面的活性原子。納米材料中有大量的界面，這些界面為原子提供了短程擴(kuò)散途徑。高的擴(kuò)散率 對(duì)蠕變、超塑性等力學(xué)性能有明顯的影響，同時(shí)可以在較低的溫度對(duì)材料進(jìn)行有效 的摻雜，也可以在較低的溫度下使不混溶的金屬形成新的合金相；納米材料的高擴(kuò)散 率，可使其在較低的溫度下被燒結(jié)。如 12nm TiO2在不添加任何

17、燒結(jié)劑的情況下，可 以在低于常規(guī)燒結(jié)溫度400600C下燒結(jié)；普通鎢粉需在3000 C高溫下才能燒結(jié),而 摻入0.1%0.5%的納米鎳粉后，燒結(jié)溫度可降到1200 1311C ;納米SiC的燒結(jié)溫度 從2000C降到1300C。很多研究表明，燒結(jié)溫度降低是納米材料的共性。納米材料 中由于每一粒子組成原子少，表面原子處于不安定狀態(tài)，使其表面晶格震動(dòng)的振幅較 大，所以具有較高的表面能量，造成超微粒子特有的熱性質(zhì)，也就是造成熔點(diǎn)下降，同時(shí)納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較 低溫度燒結(jié)，而成為良好的燒結(jié)促進(jìn)材料。327納米陶瓷的超塑性能超塑性是指材料在斷裂前能產(chǎn)生很大的伸長量的性能。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在經(jīng) 歷

18、中等溫度(-0.5Tn中等至較低的應(yīng)變速率條件下的細(xì)晶材料中，主要是由晶界及 原子的擴(kuò)散率起作用引起的。一般陶瓷材料屬脆性材料，它們?cè)跀嗔亚暗男巫兟屎?小?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，隨著粒徑的減小,納米TiO2和ZnO陶瓷的形變率敏感度明顯提 高。納米CaF2和TiO2納米陶瓷在常溫下具有很好的韌性和延展性能。據(jù)國外資 料報(bào)道，納米CaF2和TiO2納米陶瓷在80180C內(nèi)可產(chǎn)生100%的塑性變形，且燒結(jié) 溫度降低，能在比大晶粒低600r的溫度下達(dá)到類似于普通陶瓷的硬度4、以量子點(diǎn)為例說明納米材料結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系量子點(diǎn)，又可稱為納米晶,是一種由II-VI族或III-V族元素組成的納米顆粒。量子點(diǎn)的粒徑一

19、般介于110nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶 結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光?；诹孔有?yīng)，量子 點(diǎn)在太陽能電池，發(fā)光器件,光學(xué)生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?？茖W(xué)家已經(jīng) 發(fā)明許多不同的方法來制造量子點(diǎn)，并預(yù)期這種納米材料在二十一世紀(jì)的納米電子 學(xué)(nan oelectro nics上有極大的應(yīng)用潛力。(1量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可以通過改變量子點(diǎn)的尺寸大小來控制。通過改變量子 點(diǎn)的尺寸和它的化學(xué)組成可以使其發(fā)射光譜覆蓋整個(gè)可見光區(qū)。以CdTe量子為例, 當(dāng)它的粒徑從2.5nm生長到4.0nm時(shí)，它們的發(fā)射波長可以從510nm紅移到 660nm。(2量子點(diǎn)具有很

20、好的光穩(wěn)定性。量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度比最常用的有機(jī)熒光材料 羅丹明6G'高20倍，它的穩(wěn)定性更是 羅丹明6G'的100倍以上。因此，量子點(diǎn)可以對(duì)標(biāo)記的物體進(jìn)行長時(shí)間的觀察，這也為研究細(xì)胞中生物分子之間長期相互作用提 供了有力的工具。(3量子點(diǎn)具有寬的激發(fā)譜和窄的發(fā)射譜。使用同一激發(fā)光源就可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同 粒徑的量子點(diǎn)進(jìn)行同步檢測(cè)，因而可用于多色標(biāo)記，極大地促進(jìn)了熒光標(biāo)記在中的應(yīng) 用。而傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料的激發(fā)光波長范圍較窄，不同熒光染料通常需要多種波 長的激發(fā)光來激發(fā)，這給實(shí)際的研究工作帶來了很多不便。此外，量子點(diǎn)具有窄而對(duì) 稱的熒光發(fā)射峰，且無拖尾，多色量子點(diǎn)同時(shí)使用時(shí)不容易出現(xiàn)光譜交

21、疊。（4量子點(diǎn)具有較大的斯托克斯位移。量子點(diǎn)不同于有機(jī)染料的另一光學(xué)性質(zhì)就是寬大的斯托克斯位移，這樣可以避免發(fā)射光譜與激發(fā)光譜的重疊，有利于熒光光 譜信號(hào)的檢測(cè)。（5生物相容性好。量子點(diǎn)經(jīng)過各種化學(xué)修飾之后，可以進(jìn)行特異性連接，其細(xì)胞 毒性低，對(duì)生物體危害小，可進(jìn)行生物活體標(biāo)記和檢測(cè)。（6量子點(diǎn)的熒光壽命長。有機(jī)熒光染料的熒光壽命一般僅為幾納秒（這與很多生物樣本的自發(fā)熒光衰減的時(shí)間相當(dāng)。而量子點(diǎn)的熒光壽命可持續(xù)數(shù)十納秒（20ns 50ns,這使得當(dāng)光激發(fā)后，大多數(shù)的自發(fā)熒光已經(jīng)衰變子點(diǎn)熒光仍然存在，此時(shí)即可得到無背景干擾的熒光信號(hào)?？偠灾?，量子點(diǎn)具有激發(fā)光譜寬且連續(xù)分布，而發(fā)射光譜窄而對(duì)稱，顏色可調(diào)，光化學(xué)穩(wěn)定性高，熒光壽命長等優(yōu)越的熒光特性，是一種理想的熒光探針。5、以納米線為例說明納 米材料結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系納米線是一種納米尺度的線。換一種說法，納米線可 以被定義為一種 具有在橫向上被限制在100納米以下（縱向沒有限制）的一維結(jié)構(gòu)。這種 尺度上，量子力學(xué)效應(yīng)很重要，因此也被稱作"量子線"。根據(jù)組成材料的 不同，納米線可分為不同的類型，包括金屬納米線（如：Ni， Pt，Au等），半導(dǎo)體納米線（如：InP, Si