科学和技术论文范文精选

摘要:在过去的十年里纳米科学的首次浪潮澎湃而过。在此期间，国际、国内以及香港的学者已向世人证实他们可以采用“build-up”或“build-down”的办法制造大量的纳米管、纳米线以及纳米团簇。这些努力已经表明，如果纳米结构能够低廉地制造，那我们就会有更丰硕的收获。尺度小于20纳米的结构会展现非经典的性质，这提供给我们一个用全新的想法来制造功能器件的基础。在半导体工业，制造结构尺寸小于70纳米器件的能力允许器件的持续微型化。在下一个10年中，纳米科学和技术的另次浪潮将可能来临。在这个新时期，科学家和工程师需要展示人们对纳米结构的期待功能以及证实他们的进一步的潜力，拥有在纳米结构实际器件的尺寸、组份、有序和纯度上的良好控制能力将实现人们期望的功能。在本文中，我们将讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

1引言

1.1制订本标准的目的是为了统一科学技术报告、学位论文和学术论文(以下简称报告、论文)的撰写和编辑的格式，便利信息系统的收集、存储、处理、加工、检索、利用、交流、传播。

1.2本标准适用于报告、论文的编写格式，包括形式构成和题录著录，及其撰写、编辑、印刷、出版等。本标准所指报告、论文可以是手稿，包括手抄本和打字本及其复制品；也可以是印刷本，包括发表在期刊或会议录上的论文及其预印本、抽印本和变异本；作为书中一部分或独立成书的专著；缩微复制品和其他形式。

1.3本标准全部或部分适用于其他科技文件，如年报、便览、备忘录等，也适用于技术档案。

2定义

2.1科学技术报告科学技术报告是描述一项科学技术研究的结果或进展或一项技术研制试验和评价的结果；或是论述某项科学技术问题的现状和发展的文件。科学技术报告是为了呈送科学技术工作主管机构或科学基金会等组织或主持研究的人等。科学技术报告中一般应该提供系统的或按工作进程的充分信息，可以包括正反两方面的结果和经验，以便有关人员和读者判断和评价，以及对报告中的结论和建议提出修正意见。

2.2学位论文学位论文是表明作者从事科学研究取得创造性的结果或有了新的见解，并以此为内容撰写而成、作为提出申请授予相应的学位时评审用的学术论文。学士论文应能表明作者确已较好地掌握了本门学科的基础理论、专门知识和基本技能，并具有从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力。硕士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识，并对所研究课题有新的见解，有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。博士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，并具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出了创造性的成果。

2.3学术论文学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或作其他用途的书面文件。学术论文应提供新的科技信息，其内容应有所发现、有所发明、有所创造、有所前进，而不是重复、模仿、抄袭前人的工作。

摘要：科学和技术虽然有密切的关联和某些相同之处，但是毕竟是两个不同的概念。本文主要从追求目的、研究对象、活动取向、探索过程、关注问题、采用方法、思维方式、构成要素、表达语言、最终结果、评价标准、价值蕴涵、遵循规范、职业建制、社会影响、历史沿革、发展进步诸方面论述了二者的差异。

关键词：科学技术异同比较概念厘清

Abstract:AlthoughScienceandTechnologyhavecloseconnectionandsimilarities,butafteralltheyaretwodifferentconcepts.Thispaperdiscussestheirdifferencesfromthepursuingaim，researchableobject，activity''''sdirection，processofquesting，concernedproblems，adoptivemethods，thoughtmodes，constitutiveelements，languageexpressions，finalresults，evaluativestandards，containsofvalues，normoffollowing，occupationalconstitution，socialinfluences，historicaloriginanddevelopment，developmentandprogress.

KeyWords:science,technology,comparisonofsimilaritiesanddifferences,clarifyvingconcepts.

在现代，科学和技术关系密切，之所以如此，除了二者相互依赖和相互促进——科学要借助技术更新设备、启示问题、激励灵感，技术要借助科学提高理论水准、扩展发明视野、开拓新奇领地——之外，也在于科学和技术确实有诸多相通或相近之处。正如考尔丁所说，科学和技术二者都处理物理世界，使用相同种类的物质世界的知识。二者在研究中使用经验方法，雇用在科学中受训练的人，使用类似的词汇表。技术因它所应用的知识依赖科学，有时也为科学进展提供未加工的材料，即新观察或其他的激励研究的东西。

考尔丁只是笼统论之。其实，条分缕析一下科学和技术的各个要素，问题就更清楚了。例如，在建制方面，科学与技术都是高度创造性的行当，它们都给予那些能够以有意思的方法合成完全不会在其他人那里发生的思想的人们以一种奖励。在规范方面，科学和技术都具有非本地化和世界主义的特征。科学不是由于定义才是普适的，而是通过许多努力消解本地发现的与境的。技术不是自动地可用于其他境况的，它要求技术和境况两方面适应，以创造起作用的技术。这个消解与境过程的社会方面也是深入科学和技术之域消解与境，它在于在实践、流通和网络创造之间的交流。在结构方面，一切科学都有理论、观察、实验这三个部分，技术同样如此。因此，把技术和科学对立起来的做法是毫无意义的。科学和技术都进行观察和实验，提出理论，提出关于（通过实验）造成一定条件的方式的陈述。在基础研究问题上二者也有一定的重合。在方法方面，技术研究与科学研究没有什么区别。其研究周期图式都是一样的：确定问题；用现行的理论知识和经验知识解决问题；倘若尝试失败，就找出某些可能的解决问题的假设以至整个假设-演绎系统；借助新概念系统寻求问题的解决；检验解决问题与结果；对假设或初始问题的表达方式做出必要的修正。在评价方面，

任何特定技术的发展是否值得的裁决必须永远是暂定的，对借助新证据重新评价是开放的。以这种方式，对于科学使用的问题不能给出永恒的答案，正如科学理论本身的真理问题不能给出永恒的答案一样。

特别使我们感兴趣的是，在哲学底蕴方面，科学和技术都体现了操纵或摆布的思想。西方科学是作为实验科学发展起来的，而为了进行实验，它必须发展精确和可靠的操纵能力，也就是说进行检验的技术，人们操纵摆弄是为了检验。技术也操纵自然界的对象，同时也引起新的人操纵人的过程，或者说社会实体操纵人类个人的过程。随着技术的发展发明了新的和十分微妙的操纵方式，在这种方式中，对事物的操纵同时需要人类接受操纵技术的奴役。

摘要：本文探讨了科学和技术关系的历史演变，并在评论各家之说的基础上指出：科学和技术是有联系的和有区别的，但是既非一体化，也不是决然对立的。

关键词：科学和技术关系历史演变

Abstract:Thispaperexploreshistoricalevolutioninrelationofscienceandtechnology,anddiscussesacademicviewsofmanyscholars.Authorthinksthatscienceandtechnologyareinterrelatedanddifferent,butarenotintegratedandopposite.

KeyWords:scienceandtechnology,relation,historicalevolution

早在史前时期，人类就在制造工具的过程中产生了技术，但是长期以来，科学和技术并没有什么联系，各自按照自己的逻辑分道扬镳。现代技术的最大特点是它与科学的密切结合。在古代，科学知识专属于贵族哲学家，而技术则由制造工匠掌握，二者有截然分明的高低贵贱之分。中世纪，商业蓬勃兴旺，社会交换日益活跃，哲学家传统和工匠传统开始缓慢接近。特别是在近代科学革命之后，科学以独立的社会建制和知识体系出现在社会舞台，加上随后的工业革命风起云涌，促使科学和技术逐渐接触。可是，真正以科学作为基础的现代技术，直到19世纪后期才崭露头角，化学合成技术和电气技术是其典型的代表。1858年和1866年铺设大西洋海底电缆，1868年德国科学家利伯曼（K.Liebermann）和格雷贝（K.Graebe）合成茜素红，1876年贝尔发明电话，1878年拜耳（J.F.A.vonBaeyer）合成靛蓝，1879年爱迪生发明真空碳丝灯泡，都是现代技术史上光彩夺目的事件——现代化学工业和电气工业正是伴随这些技术发明横空出世的。当代的技术是以微电子技术、计算机技术、信息技术、原子技术、空间技术、生物基因技术，新材料技术等为主干的，这一切技术领域都是20世纪初叶的物理学革命和20世纪中期生物学和遗传学的进步直接导致的结果。就其本质而言，现代技术完全可以说是科学的副产品或衍生物。尤其引人注目的是，现代技术由于建立在坚实的科学基础上，加之科学向技术转化的周期缩短，其进步如虎添翼、突飞猛进。它在规模上相当庞大，在门类上相当齐全，在分工上相当专门，在水准上相当精密，在力量上相当强劲。它给时代的政治、经济和文化打上了深刻的烙印，推动社会迅猛向前发展，同时也引发了诸多环境问题和社会问题。

关于科学和技术的关系，目前存在两个对立的观念：科学和技术独立说对一体说。前者认为，科学和技术是两个分离的、分立的或独立的实体，二者是有本质区别的，每一个都有异于它者的本性，各自按照自身的的逻辑或路径独立发展；后者则坚持，科学和技术有许多相同之处，在现代、甚至在很早之前就密不可分，乃至融为一体。这两种观点各持己见、见仁见智，至今仍未定于一尊。

关于科学和技术关系的观念的历史轨迹，克罗斯和巴克做过专门研究。他们揭橥，科学和技术之间的区分深深地根植于西方文化。它在古希腊被柏拉图和亚里士多德认可，他们的著作在许多方面还在影响西方的思维。在亚里士多德的哲学内，科学在严格的意义上（即包括“第一哲学”、自然科学和数学在内的“理论知识”）与为知识而知识相关。科学知识是第一原理和第一因的知识，其他洞察可以从中推导出来；科学具有证明的特征。而且，现象的完备的科学说明总是由特别指明的所包含的四因（质料因、形式因、目的因、动力因）构成。科学知识由永恒的、必然的真理构成，因为科学的对象局限于不可改变的实在。人能够达到科学真理的方式是沉思，这是人的心灵的官能。另一方面，技术涉及做事情。当然，这也涉及包括被亚里士多德称为生产知识的知识；但是它不同于理论知识，在理论知识中，它的目标在于行动主体之外，它的对象是不可变化的实在。生产知识原本关注描述如何能够做成事物的法则。一般地讲，理论知识，尤其是物理学知识对技术来说并不相关。其主要理由在于，物理学知识关注实际存在的、独立于人的干预（理论知识基于沉思）的自然，而人的干预处在技术的基础上。对亚里士多德来说，科学和技术明确地属于人的经验的两个不同的范围（沉思对生产行为）。像他的老师柏拉图等许多其他希腊思想家一样，他也认为科学是比技术高贵的人类生活形式。

这两位作者还认为，至少可以说，近代科学在16世纪和17世纪的兴起使科学和技术之间的区分变得成问题了。关于科学，几个根本性的变化发生了。首先，实验变成近代科学的奠基石之一。近代科学家不再是被动的旁观者，而在他的实验室积极干预自然现象的进程。在人工条件下的自然研究被作为获得关于自然的知识的有效方式被接受了。人的干预变成科学和技术的共同要素，情况不再像在亚里士多德的框架中那样区分为科学和技术。其次，数学变成研究自然的主要工具。牛顿在《自然哲学的数学原理》中对力学的数学分析变成所有物理现象的研究范式，似乎也是其他学科的范式。数学在亚里士多德的物理学中不起任何作用，而数学在古代的某些技艺（arts）中被利用，比如在天文学和力学中（在古代，力学被认为是arts，它在16和17世纪才转化为科学）。最后，与数学的引入相关，亚里士多德借助四因的科学说明图式被抛弃了。像运动和引力的物理现象的数学描述比分析这些现象的原因变得更为重要。定量的函数关系日益增长地代替了定性的因果关系。在亚里士多德科学中如此突出的终极因概念从新科学中简单地消失了。这些发展的全面影响是，近代的科学和技术比在希腊时期有更多的共同之处，相互之间处于密切的关联之中。近代科学固有地而不是偶然地与技术相关，因为它基于人对自然的干预和控制，反之亦然，科学因为在需要实验装备方面依赖技术。近代科学和技术变得相互依赖，主要由于近代科学采用了实验方法。

摘要:在过去的十年里纳米科学的首次浪潮澎湃而过。在此期间，国际、国内以及香港的学者已向世人证实他们可以采用“build-up”或“build-down”的办法制造大量的纳米管、纳米线以及纳米团簇。这些努力已经表明，如果纳米结构能够低廉地制造，那我们就会有更丰硕的收获。尺度小于20纳米的结构会展现非经典的性质，这提供给我们一个用全新的想法来制造功能器件的基础。在半导体工业，制造结构尺寸小于70纳米器件的能力允许器件的持续微型化。在下一个10年中，纳米科学和技术的另次浪潮将可能来临。在这个新时期，科学家和工程师需要展示人们对纳米结构的期待功能以及证实他们的进一步的潜力，拥有在纳米结构实际器件的尺寸、组份、有序和纯度上的良好控制能力将实现人们期望的功能。在本文中，我们将讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

1 引言 1.1 制订本标准的目的是为了统一科学技术报告、学位论文和学术论文(以下简称报告、论文)的撰写和编辑的格式，便利信息系统的收集、存储、处理、加工、检索、利用、交流、传播。 1.2 本标准适用于报告、论文的编写格式，包括形式构成和题录著录，及其撰写、编辑、印刷、出版等。本标准所指报告、论文可以是手稿，包括手抄本和打字本及其复制品；也可以是印刷本，包括发表在期刊或会议录上的论文及其预印本、抽印本和变异本；作为书中一部分或独立成书的专著；缩微复制品和其他形式。 1.3 本标准全部或部分适用于其他科技文件，如年报、便览、备忘录等，也适用于技术档案。 2 定义 2.1 科学技术报告科学技术报告是描述一项科学技术研究的结果或进展或一项技术研制试验和评价的结果；或是论述某项科学技术问题的现状和发展的文件。科学技术报告是为了呈送科学技术工作主管机构或科学基金会等组织或主持研究的人等。科学技术报告中一般应该提供系统的或按工作进程的充分信息，可以包括正反两方面的结果和经验，以便有关人员和读者判断和评价，以及对报告中的结论和建议提出修正意见。 2.2 学位论文学位论文是表明作者从事科学研究取得创造性的结果或有了新的见解，并以此为内容撰写而成、作为提出申请授予相应的学位时评审用的学术论文。学士论文应能表明作者确已较好地掌握了本门学科的基础理论、专门知识和基本技能，并具有从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力。

硕士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识，并对所研究课题有新的见解，有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。博士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，并具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出了创造性的成果。 2.3 学术论文学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或作其他用途的书面文件。学术论文应提供新的科技信息，其内容应有所发现、有所发明、有所创造、有所前进，而不是重复、模仿、抄袭前人的工作。 3 编写要求 报告、论文的中文稿必须用白色稿纸单面缮写或打字；外文稿必须用打字。可以用不褪色的复制本。报告、论文宜用(210mm×297mm)标准大小的白纸，应便于阅读、复制和拍摄缩微制品。报告、论文在书写、打字或印刷时，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订、复制和读者批注。每一面的上方(天头)和左侧(订口)应分别留边25mm以上，下方(地脚)和右侧(切口)应分别留边20mm以上。 4 编写格式 4.1 报告、论文章、条的编号参照国家标准 GB1.1《标准化工作导则标准编写的基本规定》第8章“标准条文的编排”的有关规定，采用阿拉伯数字分级编号。 4.2 报告、论文的构成 5 前置部分 5.1 封面 5.1.1 封面是报告、论文的外表面，提供应有的信息，并起保护作用。封面不是必不可少的。学术论文如作为期刊、书或其他出版物的一部分，无需封面；如作为预印本、抽印本等单行本时，可以有封面。 5.1.2 封面上可包括下列内容： a.分类号在左上角注明分类号，便于信息交换和处理。一般应注明《中国图书资料分类法》的类号，同时应尽可能注明《国际十进分类法UDC》的类号。

b.本单位编号一般标注在右上角。学术论文无必要。

c.密级视报告、论文的内容，按国家规定的保密条例，在右上角注明密级。如系公开发行，不注密级。

d.题名和副题名或分册题名用大号字标注于明显地位。

e.卷、分册、篇的序号和名称如系全一册，无需此项。

f.版本 如草案、初稿、修订版……等。如系初版，无需此项。

摘要:在过去的十年里纳米科学的首次浪潮澎湃而过。在此期间，国际、国内以及香港的学者已向世人证实他们可以采用“build-up”或“build-down”的办法制造大量的纳米管、纳米线以及纳米团簇。这些努力已经表明，如果纳米结构能够低廉地制造，那我们就会有更丰硕的收获。尺度小于20纳米的结构会展现非经典的性质，这提供给我们一个用全新的想法来制造功能器件的基础。在半导体工业，制造结构尺寸小于70纳米器件的能力允许器件的持续微型化。在下一个10年中，纳米科学和技术的另次浪潮将可能来临。在这个新时期，科学家和工程师需要展示人们对纳米结构的期待功能以及证实他们的进一步的潜力，拥有在纳米结构实际器件的尺寸、组份、有序和纯度上的良好控制能力将实现人们期望的功能。在本文中，我们将讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

摘要:在过去的十年里纳米科学的首次浪潮澎湃而过。在此期间，国际、国内以及香港的学者已向世人证实他们可以采用“build-up”或“build-down”的办法制造大量的纳米管、纳米线以及纳米团簇。这些努力已经表明，如果纳米结构能够低廉地制造，那我们就会有更丰硕的收获。尺度小于20纳米的结构会展现非经典的性质，这提供给我们一个用全新的想法来制造功能器件的基础。在半导体工业，制造结构尺寸小于70纳米器件的能力允许器件的持续微型化。在下一个10年中，纳米科学和技术的另次浪潮将可能来临。在这个新时期，科学家和工程师需要展示人们对纳米结构的期待功能以及证实他们的进一步的潜力，拥有在纳米结构实际器件的尺寸、组份、有序和纯度上的良好控制能力将实现人们期望的功能。在本文中，我们将讨论纳米科学和技术在新时期里发展所面对的困难和挑战。一系列新的方法将被讨论。我们还将讨论倘若这些困难能够被克服我们可能会有的收获。

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

《语文课程标准》指出：“语文课程应拓宽语文学习和运用的领域，注重跨学科的学习和现代科技手段的运用。”把信息技术广泛运用在小学语文教学中，对小学语文教学的改革起到非常重要的助推作用。但是在目前的教学中，依然存在一些亟待解决的问题。

问题一：多多益善，走入“泛滥成灾”的误区

多媒体技术广泛而深入地走进小语课堂，对提高教学质量，促进教学改革等产生了巨大影响，应用多媒体辅助教学已蔚然成风，在日常课堂教学中，我们常见到这样的课堂：有的老师根本不从实际教学需要出发，不管学科特点，不论什么类型什么内容的课，整个教学过程成了幻灯片的播放与讲解；有的学校大部分课程都排在多媒体教室，学生一天下来少者要听三四节课的多媒体教学，学生每节课都始终盯着屏幕，仰着脖子当观众，语文课几乎成了录像放映课，老师成了放映员，也成了鼠标的仆人，教学效果只能适得其反。

【策略】把握学科特点，提高学习效率

北京师范大学王鹏远教授指出：“不是所有的课都需要用多媒体、网络……关键是看技术用得是否恰到好处。”语文是一门基础学科，工具性和人文性是其重要的学科特点。语文的教学任务就是要落实好听、说、读、写等训练，提升学生的语文素养。所以信息技术与小学语文的整合强调信息技术服务于语文教学，不能因为在语文科教学中应用了信息技术而抹杀了语文的学科特点。但在实际教学中，有的教师固守多多必定益善的错误思想，盲目地，不切实际地，加大课件的使用率，加长课件的使用时间，而远离“语”和“文”两字，忽略了学科特点。

以下是两节关于《荷花》一文的教学。

案例一：执教老师在教学时通过课件描绘出一幅幅未开、待开、盛开的荷花动静结合的美丽画面，并配极优美的乐曲，同时又展现重点段的内容，学生看画面听音乐大声朗读文本，学生入情入境体验，情绪受到感染，收到了很好的效果。

案例二：执教老师教学此文前，花了很多工夫，广泛收集资料并做成了专题学习网页。学生在网上一会儿欣赏荷叶的风光，一会儿查询荷花茶的生产工艺，一会儿听《荷塘月色》……气氛可真热闹。交流时，学生把荷花的生长过程讲了半天，唯独没有涉及对文本的理解感悟，缺失对语言文字的推敲，感悟不到语言文字的魅力。

［摘 要］

利用SCI数据库网络版(SCIE)为检索工具，对作为广西重要科研机构的10大高校近10年(2001—2011)来科技论文产出和学术影响力进行统计分析。

［关键词］SCI；学术影响力；引文分析

［中图分类号］G250.74［文献标志码］A

［文章编号］1005-6041(2012)04-0017-004

SCI(Science Citation Index)是由美国科学信息研究所(ISI)1961年创办出版的引文数据库，是世界著名的三大科技文献检索系统之一，也是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具。国际上的科学计量机构及国际性组织在对国家或科研机构的科研能力及绩效评估工作中，常用SCIE（SCI-EXP ANDED，即SCI网络版）数据库作为依据［1］。本文利用检索式Address =(guangxi or nanning or guilin or liuzhou or yulin or hechi or baise or beihai or qinzhou or wuzhou)在美国科学信息研究所SCI网络版(SCI-EXPANDED)数据库中进行机构（Institutions）精炼检索，并对作为广西重要科研机构的10大高校近10年（2001—2011）来科技论文产出和学术影响力进行统计分析。

1 科技论文产出数量与增长趋势

从检索结果 (检索日期为2012年4月18日)统计来看，10年来，广西10所高校共有6 563篇论文被SCI收录，其中专业期刊研究论文6 295篇，约占96%，会议论文230篇，综述94篇，发文量排名见表1。10年来从科技论文产出数量来看，广西高校科技研究事业发展迅速，论文产出量呈逐年递增趋势(见图1)。科技论文产出量10年同比增长率为115%。近年来，我国科技事业发展迅猛，论文产出量逐年增加，作为重要科研机构的高校增长率更高。广西高校的科技论文产出的增长速度高于全国平均增长水平，但与全国高校（以中南六省为例）同水平相比，广西高校科研论文产出仍相对薄弱（见表2）。