1、 什么是纳米？它与物理学的关系是什么？
纳米是长度的度量单位，用英文字母表示为人类在不同空间尺度上探索客观世界，纳米是一空间尺度量度单位。纳米尺度是物理学研究的一个层次。在这个层次中物理学研究纳米结构和其量子效应和物理规律。
2，简述纳米结构的4个新效应。
1小尺寸效应。 当纳米微粒的尺寸与光波波长，传导电子波长等相当或更小时，在不改变化学成分的条件下，光，电磁，热，力学等物理性质都发生变化的效应即为小尺寸效应。
2表面与界面效应。 纳米微粒尺寸越小，位于表面原子相对比例越大，表面效应越明显，表面能越高。这就是表面与界面效应。
3量子尺寸效应。 当纳米微粒的尺寸下降的某一值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象即为量子尺寸效应。
4量子隧道效应。 微观粒子具有贯穿势垒的能力称为量子隧道效应。
3，简述碳纳米管的电学、力学和光学性质。
电学性质：碳纳米管的性质与其结构密切相关。就其导电性而言，碳纳米管可以是金属性的，也可以是半导体性的，甚至在同一根碳纳米管上的不同部位，由于结构的变化，也可以呈现出不同的导电性。
此外，电子在碳纳米管的径向运动受到限制，表现出典型的量子限域效应；而电子在轴向的运动不受任何限制。因此，可以认为碳纳米管是一维量子导线。
力学性质：碳纳米管具有非凡的力学性质。碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。
光学性质：碳纳米管表现出强烈的光学各向异性；碳纳米管有很强的非线性光学性质，三次非线性光学效应；碳纳米管对红外辐射异常敏感；碳纳米管灯丝具有电致发光和光致发光性能，其发光光效高而且电阻相对恒定、结构比较稳定；碳纳米管天线可进行能量转换、光波传输。
4，纳米制备有那几种方法？
总的来说，纳米制备有三大类方法，它们是固相法，气相法和湿化学方法。具体地说，化学制备法中有气相沉淀法，溶胶凝胶法，微乳液法等；物理制备法中有惰性气体冷凝法，压淬法，非晶晶化法，高能机械球磨法等。
5比较扫描电镜sem、透射电镜tem、隧道扫描电镜stem和原子力显微镜的分别？
扫描sem的工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，显示出与电子束同步的扫描图像，图像为立体形象，反映了样品的表面结构。
透射电镜是用高能电子束照射样品，透过样品的电子由于样品厚度、元素、缺陷、晶体结构等的不同，会产生不同的花样或图像衬度，由此可以推测样品的相关信息。由于电子束要能透过样品，因此样品厚度要求很薄，一般要小于100纳米。如果要做高分辨，要求更薄。
透射电子显微镜在观察物质的整体结构方面是很有用的，但在表面结构的分析上却较困难。这是因为透射电子显微镜是由高能电子透过样品来获得信息的，一反映的是样品物质的内部信息。
扫描电子显微镜(sem)虽然能揭示一定的表面情况，但由于入射电子总具有一定能量，会穿入样品内的。
隧道扫描电镜基本原理是电子隧道效应，揭示一定的表面情况。可以用来操纵单个原子和分子。并不适应导电较差的研究对象，对于绝缘体则根本无法直接观察。
原子力显微镜靠探测针尖与样品表面微弱的原子间作用力的变化来观察表面的结构，它不仅可以观察导体和半导体的表面形貌，而且也可以观察非导体的表面形貌，弥补stm 不足。因为许多实用材料或感光样品是不导电的，所以afm的用途更为广泛。
6比较拉曼光谱、红外光谱和针尖增强拉曼？
拉曼光谱是散射光谱，其产生与分子振动引起的极化率变化有关，主要应用于分析分析分子中的非极性骨架，光谱范围是，可以用水做溶剂，玻璃做容器。
而红外光谱是吸收光谱，其产生与分子振动引起的偶极矩变化有关，主要应用于分析分子中的极性基团，光谱范围是40 ～4000cm ，不可用水做溶剂，玻璃做容器。
对于针尖增强拉曼把表面增强拉曼光谱和拉曼－afm分析结合了起来，为拉曼分析提供真正的纳米尺度的空间分辨率。ters成功实现纳米尺度的拉曼分析，则ters强度必须达到或超过常规拉曼信号强度。因为与常规拉曼分析相比，ters所取样的分子数目相应地也减少了几个数量级，因此并非是对所有样品一定能实现ters强度超过常规拉曼信号。
7xrd和 xps的区别和用途是什么？
二者区别：xrd以x射线的相干散射为基础，以布拉格公式2d sinθ=nλ、晶体理论、倒易点阵厄瓦尔德**为主要原理的。衍射基本条件是：
1、层面间距与辐射波长的整数倍；2、散射中心空间分布规则。主要测定：晶体的结构信息。
其主要方法包括x射线多晶粉末衍射法和单晶衍射法两种。应用：晶体的结构分析，确定样品中所含的元素，可以测定粒子大小，还可以研究化学键和结构与性能关系等性质。
xps（x射线光电子能谱）的原理是用x射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子。可以测量光电子的能量，以光电子的动能为横坐标，相对强度（脉冲/s）为纵坐标可做出光电子能谱图。
从而获得试样有关信息。其主要应用：元素的定性分析，元素的定量分析，固体表面分析，化合物的结构，分子生物学中的应用。
8解释什么是量子点中的库仑阻塞和库仑台阶。
库仑阻塞：电子通过单个量子点时，一个重要特征是库仑阻塞效应。当一个电子隧穿进入量子点后，它会阻止下一个电子进入量子点。
也就是说电子不能通过量子点集体传输，而是单电子的传输。这便是库仑阻塞效应。
库仑台阶：当量子点中的电子数为n 时，调节门电压。可以看出通过改变门电压，量子点的电导将在库仑阻塞和单电子隧穿间变化。
这通常称为库仑阻塞振荡。此时的i-v谱出现了一系列的库仑台阶。这种谱特征即为库仑台阶。
9什么是近藤效应？
近藤效应最早指掺有磁性杂质的非磁材料电阻随温度降低出现极小的现象。 电阻随温度降低出现极小的物理原因是能带电子和局域自旋发生自旋散射。命名为近藤效应就是因为近藤率先用自旋散射机制进行**微扰计算，算出了电阻公式，与实验曲线拟合的很好。
10什么是fano 效应？
主要出现在光学和凝聚态物理中，**于共振过程和非共振过程之间的量子干涉。对于一臂上嵌有单个量子点的ab 环结构，当左右粒子源间藕合相对较强时，即其量子点与左右两边粒子库藕合可比时，电子通过ab 环将表现出波动特性，通过量子点表现出粒子特性。在这种情况下，理论上和实验上都观测到描述跃迁概率曲线形状非对称性的fano效应。
11简述纳米管的制备方法。
纳米管的制备方法：1电弧法。2激光蒸发法。3气相催化热解法。4模板法。其中模板法中有，多孔氧化铝模板法，碳纳米管模板法，zno 模板法。
12简述碳纳米管的热学性质。
纳米管的比热当温度很低时，比热与温度基本上是线性关系。这主要是由于低温时仅仅只有声学支对比热有贡献所致。纳米管的低温热导率主要取决于比热。
纳米管具有很高的热导率在纳米散热应用有潜力。
13碳纳米管的用途有那些？
碳纳米管可作为复合材料碳纳米管；可作为电化学器件；氢气存储应用。
14金纳米线的结构特性和电学特性分别是什么？
结构特性：体系维度的降低、比表面积的增大。纳米线具有许多三维物体中没有发现的有趣的物质结构和物理特性，如金属纳米线的螺旋结构、表面效应、电导和热导量子化现象等。
通过高分辨电子显微镜观察，这些纳米线是由同轴圆管或壳组成的。多壳螺旋结构由同轴的圆管或壳构成。
金属纳米线的导电通道的数目决定于穿越费米能的电子能带数目，并且和纳米线的原子结构密切相关。
15总结半导体纳米线的生长方法。
最初的半导体纳米(量子)线是在半导体量子阱上用再刻蚀的方法获得，但这种方法会在纳米线表面产生许多表面缺陷。后来采用分子束外延技术在各种自然表面上直接生长的方法，如解理边生长、超台阶面生长，或者采用光场调制外延技术、自然光刻等技术。
16什么是量子通道？单通道电导landauer公式是什么？
量子通道：在量子信息理论中，量子通道是即可传递量子信息又可传递经典信息传播交流通道。单通道电导公式：
17解释磁电阻产生的原理？什么是巨磁电阻？
产生的原理磁致电阻的根本原因是电子的自旋。
将磁性材料置入外来磁场中，(1) 当电子的自旋方向与磁力线一致时，磁力线会加速电子的运动，电阻因此变小，(2) 当电子的自旋方向与磁力线方向垂直时，电子运动受到阻碍，电阻因此增加。
巨磁电阻：磁场变化影响电阻变化的现象被称为磁致电阻。
18自旋电子器件中，自旋开关如何实现？
我们知道，自旋是伴随电子始终的，是电子的个体行为。自旋有两个状态，因此利用到自旋，以电子的自旋为信息载体，根据电子自旋向上向下两种状态来实现开关控制。
19解释层状tio2纳米薄膜染料敏化太阳能电池的光伏特性曲线。
20什么是磁性纳米薄膜？什么是纳米电子薄膜？
磁性纳米薄膜是指尺寸在纳米量级的磁性材料颗粒(晶粒)构成的薄膜或者层厚在纳米量级的单层或多层薄膜。
21什么是石墨烯中的迪拉克点，它与拓扑绝缘体中的有何异同？
石墨烯中狄拉克的点就是指服从狄拉克方程的电子。电子以接近光速的速度运动。
22描述mosfet的结构。
mosfet根据工作载流子的极性不同，可分为"n型"与"p型" 的两种类型，通常又称为nmosfet与pmosfet。现以n为例说明其结构。n沟道增强型mos，它用一块p型硅半导体材料作衬底，在其面上扩散了两个n型区，再在上面覆盖一层sio2绝缘层，最后在n区上方用腐蚀的方法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：
栅极、源极及漏极。栅极与漏极及源极是绝缘的，漏极与源极之间有两个pn结。一般情况下，衬底与源极在内部连接在一起。
23什么是单电子器件？
单电子器件：利用单电子现象中的库仑阻塞效应为基本工作原理而设计出的一种新器件。
24解释磁性随机存储器(mram)的工作原理。
磁性随机存储器(mram)的工作原理是存储单元采用磁阻材料或磁隧道结，存储的数据以磁性状态存在(具有永久性)，直到被外界的磁场影响之后，才会改变磁性存储状态的数据，数据以磁性方向为依据，存储为0 或1。mram 是一种非挥发性的磁性随机存储器，所谓“非挥发性”是指关掉电源后，仍可以实现信息的保持，而“随机存取”是指处理器读取资料时不一定要从头开始，随时可用相同的速率从内存的任何部位读写信息。
25什么是mems和nems？
微机电系统（mems）是在微电子技术的基础上发展起来的，融合了硅微加工、liga技术和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统。它包括感知和控制外界信息(力、热、光、生、磁、化等)的传感器和执行器，以及进行信号处理和控制的电路。
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