納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀主要內(nèi)容引言納米計量與量值溯源納米計量的發(fā)展納米測量方法特點及分類納米計量技術(shù)的發(fā)展前景納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀1990年，美國IBM公司的艾格勒博士，用掃描隧道顯微鏡首次實現(xiàn)了單原子操作，用35個氙原子在鎳晶體的晶面上組成了“IBM”圖案使費曼的語言變成了現(xiàn)實。1990年7月在美國巴爾的摩召開了首屆國際納米科技技術(shù)會議，這次會議標志著材料科學發(fā)展到一個新的層次——納米材料問世，也標志也納米科學技術(shù)的正式誕生。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀納米做為長度單位，1nm=10-9m，納米尺度主要是指0.1~100nm?；谶@個尺度空間所建立的納米技術(shù)一直被眾人認為是新世紀最重要的科學技術(shù)之一。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀根據(jù)美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST)的定義：納米計量學是測量納米級或更小物體尺寸或確定性的科學。納米校準技術(shù)是為具有納米精細度的儀器裝置和實物標準提供校準的技術(shù)，并為量值上為這些儀器以納米級不確定水平溯源到米定義提供技術(shù)手段。國際計量委員會長度咨詢委員會(CIPM/CCL)的納米工作組對納米幾何量計量定義為“納米幾何量計量是對范圍1-1000nm的物體特征、間距和位移進行測量的科學與實踐”。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀納米幾何計量儀器應具有這樣的特性:（1）具有溯源性；（2）由計量系統(tǒng)構(gòu)成的參考坐標系；（3）可復現(xiàn)的相對于參考坐標系的計量和測量活動；（4）通過探測系統(tǒng)將被測物與參考坐標系聯(lián)系起來。這表明納米計量儀器可以分為三個部分:（1）位移系統(tǒng)；（2）計量系統(tǒng)；（3）探測系統(tǒng)。2007年國家質(zhì)檢總局通過了以高思田教授的計量型原子力顯微鏡為主申報建立納米幾何量計量國家標準的請求，該系統(tǒng)成為第一套專門用于納米幾何量計量的國家標準。申報書中所提及的納米尺度溯源體系，最高長度基準是以633nm的氦氖激光波長為參考的國際米定義。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀到目前為止，全世界計量工作者對納米計量的研究主要集中在以下三個方面：計量型掃描探針顯微術(shù)（MSPM）的研制五大標準的國際比對納米尺度傳遞、尺度標準的選擇和制備納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀硅單晶原子納米掃描隧道顯微鏡影像納米測量技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比，具有如下特點：納米測量必須提供納米級甚至亞納米級測量精度，為此納米測量涉及并利用了多種學科，特別是物理學中的某些基本理論和基本現(xiàn)象，以非接觸測量手段為主。如光干涉原理、隧道效應及晶體衍射理論等等。納米測量必須保證在納米尺度上有相對穩(wěn)定的復現(xiàn)性，所以它的測量方法與傳統(tǒng)測量方法既有相似性又有自己的獨特性。由于納米測量實現(xiàn)度量的精度、高難度大，所以納米測量儀器的造價及維護費用普遍很高。實現(xiàn)納米測量往往對環(huán)境要求很高，需要嚴格控制環(huán)境濕度、溫度及振動等因素。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀目前國內(nèi)外發(fā)展的納米測量方法主要分兩大類：一類是以掃描探針顯微術(shù)（SPM）為代表的非光學測量方法，如SPM、電容測微法、電感測微法等。另一類是以各種激光干涉儀為代表的光學測量方法，其中包括X射線干涉儀、雙頻激光干涉儀、激光偏振干涉儀、光柵干涉測量、F-P干涉儀等。分辨率/nm精度/nm測量范圍/nm測量速度(nm/s）光學外差干涉儀0.10.15×1072.5×103X射線干涉儀5×10-310-22×1053×10-3光柵測量技術(shù)1.05.05×107106激光頻率分裂法79-107106F-P干涉儀10-310-355～10電感傳感器0.255.0104104電容傳感器10-35.025104掃描探針顯微鏡10-30.05103～10410投射電子顯微鏡0.10.1410710納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀隨著科技的飛速發(fā)展，人類對微觀領域的研究與認識愈加深刻，對納米計量提出了更迫切的要求，納米計量技術(shù)正朝著高精度、高分辨率的方向發(fā)展。納米計量技術(shù)從某點意義上說，就是宏觀世界與納米世界之間的通信技術(shù)。而安排這些通信立即又引出了伴隨破壞這一非?，F(xiàn)實的可能性。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀納米計量需要解決的問題有以下幾個方面：（1）新型納米計量原理、納米計量方法的研究；（2）新型納米計量系統(tǒng)的開發(fā)、設計與制造；（3）納米級探針的制造技術(shù)；（4）條紋細分、光程倍增技術(shù)、鎖相放大等技術(shù)的完善；（5）干涉、衍射圖像的計算機處理技術(shù)；（6）納米計量涉及的尺寸定標技術(shù)；（7）解決納米計量環(huán)境因素的影響問題，如環(huán)境溫度的影響、外界振動、電磁干擾的影響等。納米計量

納米計量技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀納米計量技術(shù)是從事納米科學技術(shù)研究的基礎與關(guān)鍵。納米科學技術(shù)的發(fā)展，不僅給納米計量技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，而且也給納米計量技