化学词典为您介绍纳米材料的物理学研究。纳米材料是指粒径在1～100 nm 具有特殊物理化学性能的材料，广义的纳米材料还包括三维结构中有一维长度在1～100nm或者具有纳米结构的材料。一般认为纳米材料具有界面效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应等。

从物理学角度考虑纳米材料存在以下一些重要问题。

（1）纳米材料中电子的强关联或相关性。

（2）纳米材料中能级分裂和电子布局的变化。

（3）纳米材料中的激发态和激子过程。

（4）表面结构与表面态：纳米材料中的表面占有相当大的比例， 当材料尺寸减小到10 nm 左右时， 表面原子和体内原子的数目比几乎达到50 %左右。表面原子所处的化学环境迥然不同于体内原子，它们可能形成一种表面相。在大块材料的研究中，人们早已认识到表面相对许多物理过程都有重要的影响，但是， 由于表面相所占的比例甚少， 表面相的研究受到极大的限制。而对于纳米材料， 其表面相已经达到与体相的比例相近时，不但易于研究它的性质，而且在许多物理化学过程中的作用十分显著。例如， 在催化过程中表面结构的变化和作用、发光和输运过程中表面态的作用以及表面吸附和表面扩散等。特别是， 当材料已处于纳米尺度时， 材料表面形状、结构的变化都会影响到材料的性质。

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