根据微观结构的不同，我们可以将纳米晶体材料分类。如果晶体材料在三维上都 是纳米级，那么我们称之为纳米结构。如果在二维上是纳米级，则被称为纳米薄膜。 如果材料是纳米纤维，那么可见其只是在一维尺度上是纳米级的。此外，还有零维原 子簇或者簇组装[4]。

我们可以通过使用扫描隧道电子显微镜（STM）和透射电子显微镜（TEM）来了解结构的有关信息。在随后的研究中发现有些问题需要考虑：当我们使用高分辨率 的透射电子显微镜时，电子束会产生杂质，纳米材料的边界结构也会发生变化。此外， 我们还能采用的实验技术包括场离子显微术（FIM）和核磁共振等，还有俄歇电子能 谱及质谱光谱等分析技术也能用来探测有关结构的信息[5]。

早期，Gleiter 利用多种分析手段研究纳米晶体的微观结构。他发现晶界密度低于 理想晶体，仅为 75%-80%。而且通过分析 XRD 强度，他认为纳米晶体的界面表现出 无序状态，结构类似于气体。因此，他提出了纳米晶界的类气态模型[6]。不过，随着 对纳米晶体材料结构的不断深入研究，这种理论正在受到挑战。首先 Siegel 等人[7] 用高分辨率电镜和拉曼散射研究晶界结构，通过大量实验结果，他们认为纳米晶界是 有序的。Ishida 等人[8]用高分辨电镜不仅观察到了局域有序的结构，并且观察到只在 有序晶体中才会出现的结构缺陷，支持了 Siegel 等人的纳米晶界有序的观点。Thoms 等人通过 HREM 进行观察，发现纳米晶体的晶界结构与大角晶界相似。李斗星等人 [9]通过对纳米 Pd 晶界结构的 HREM 观察，发现在晶粒取向和外场作用的影响下，纳 米晶界结构会在有序和无序间变化。事实上，纳米材料的晶界与材料成分，制备方法 等因素密切相关。其结构可能非常复杂，很难用一个统一的模型来描述微观结构。

1。2。3 纳米材料性质 电学性质论文网

首先，纳米晶体材料的电阻相比于常规材料要高。究其原因，是其边界原子体积 的增加。晶粒尺寸的减小，加剧了晶格畸变。随着晶格膨胀率增加，电阻率呈现非线 性升高[10]。纳米电子陶瓷具有易掺杂性，因此其具有广泛的器件应用性。相比于体相 多晶金属，纳米材料的电阻要高。此外，如果将纳米材料放置于磁场中，其电阻会下 降 50%-80%，然而常规材料的电阻下降仅为 1%-2%。这种纳米材料被称为巨磁阻材料， 此现象被称为巨磁阻现象。对于纳米材料的磁性研究中，巨磁阻现象和纳米巨磁阻材 料是一个引起研究人员广泛兴趣的热点。

光学性质对于纳米材料光学性质的研究，主要集中于其红外吸收领域。我们在对纳米氧化 物例如纳米 Al2O3 和纳米 Fe2O3 的观察中，发现了异常的红外振动吸收。此外，还观察到了纳米晶 Si 膜的频移现象。在通常情况下，半导体 Si 的发光效率低。但随着 Si 晶粒减小到临界尺寸或更小时，能看到很强的可见光发射[11]。这个临界尺寸为 5nm， 产生此现象主要是由于 Si 的能带结构发生了变化。相比常规材料的光学性质，纳米 材料具有非线性光学效应。目前，通常采用四波混频技术和 Z 扫描来测量这种光学性 质。

热稳定性纳米晶体中存在着大量的晶界面，使其处在热力学的亚稳状态。因此在适当的外 界条件下，纳米晶体的晶粒尺寸变大，晶体从而转化至较稳定的状态。随着晶粒的长 大，晶体的尺寸并不在纳米级，因此也就失去了优异的性能。然而研究表明，纳米晶 体的热稳定性良好。在室温条件下，绝大多数纳米晶体有着稳定的形态，晶粒不会长大。纳米合金的晶粒长大温度通常高于 0。5Tm，例如纳米 Ni80P20 合金的晶粒长大温度 是其熔点的 0。56 倍[12]。纳米晶体晶粒长大的过程中存在着影响结构的本质因素，因 此其长大的扩散激活能很高。