模生产，成本低，缺点受到物理理论的限制，如摩尔定律。二，自下而上，即用自组装的方法，使用化学或生物学的路线合成纳米结构，优点可精确控制，缺点目前在电路上应用还存在困难 3.简介纳米化学、超分子自组装和分子器件；
纳米化学：是利用合成化学，沉积成的不同大小和形状具有纳米尺度组成和表面结构，电荷和功能
超分子：通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用组装成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性，使其具有明确的微观结构和宏观特性。
超分子自组装：是分子通过分子间相互作用形成具有有序结构的分子聚集体。它往往表现出单个分子或低级分子聚集体所不具有的特性与功能。
分子器件：是由具有光、电、离子、磁、热、机械和化学反应性能的分子和超分子组装排列而成的有序结构，是在分子或超分子层次上完成其各项功能的化学及物理系统。
分子器件的研究内容包括：分子导线、分子开关、分子整流器、分子存储器和分子计算机等方面。
4.简述量子点、量子阱与超晶格的结构区别; 量子点：其实质为原子团簇， 尺寸为纳米量级，能量状态密度呈现出类似原子的分立?量化‘能级结构。
量子阱：结构本质上仍是异质结构，它是把窄带隙的有源区夹在宽带隙的半导体材料之间形成的一种层状结构(量子阱)。
超晶格材料：是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，事实上就是特定形式的层状精细复合材料。每层的厚度可以小于通常晶体的晶格常数。这就是说，通常的一个晶格，现在可以套叠几个晶格。所以，这种材料就被命名为―超晶格材料‖。
八 光电活性高分子
1.简述导电高分子的导电机理？
所谓导电高分子是由具有共轭π键的高分子经化学或电化学―掺杂‖等使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。
导电高聚物的导电机理不同于金属和无机半导体，其载流子是由孤立子、极化于和双极化子等构成。在电场的作用下，载流子可以沿聚合物链作定向运动，从而使高分子材料导电。
聚合物导电必须具备两个条件：（1）要能产生足够数量的载流子（电子、空穴或离子、孤子等）；（2）大分子链内和链间要能够形成载流子导电通道。
2.影响导电高分子的导电性能的因素？导电聚合物的导电特点（与金属和半导体比较）？ 因素：有机化合物中电子种类主要有σ电子和π电子。σ电子是成键电子，键能较高，离域性很小，被称为定域电子； 高分子导电主要是利用π电子在电场下的高离域性，离域性显著增加。离域π键的形成，增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。
导电聚合物的电学性能具有特点：
（1）通过控制掺杂度，电导率在一定范围内的可变性。 （2）导电聚合物拉伸取向时出现电导率的各向异性； （3）服从半导体特性，随着温度的升高，电导率增加；
（4）导电聚合物的载流子既不同于金属的自由电子，也不同于半导体的电子或空穴，而是用孤子、极化子和双极化子概念描述。 3.简述聚合物电致发光的过程;
（１）载流子的注入 （２）载流子的迁移 （３）载流子的复合： 电子与空穴结合产生激子；（４）激子的迁移 （５）电致发光
4.何谓光折变材料？它与光致变色材料有何区别？
光折变材料：是指在光场下发生空间电荷的分布而导致折射率发生变化的一种非线性光学材
料。
区别：能使物质折射率发生变化的途径很多，如光致变色现象、热致变色现象、热致折射现象等。但这些过程都是定域的。而要产生光折变效应，物质中电荷的物理移动必须是非定域的。且光被放大，这是光致变材料的根本特点。
九 高分子单链
1.简述单链凝聚态与多链凝聚态的基本差异？
高分子单链凝聚态：链内链结构单元间存在范德华吸引作用，高分子链呈打圈链构象， 多链凝聚态：由于链内链单元间的吸引作用，被与相互穿透的近邻链的单元间吸引作用所屏蔽，高分子链呈高斯链构象。
2.简述高分子在不同浓度溶液中的聚集方式？ 极稀溶液（良溶剂）：孤立的溶胀线团
Cs稀溶液：孤立的溶胀线团开始收缩，尺寸减少 C*亚浓溶液：溶胀线团开始接触
Ce浓溶液：链开始相互穿透，形成物理网，分子量的意义失去，但分布仍不均匀。
C+极浓溶液：高分子链充分相互穿透，链内作用被链间作用完全屏蔽，呈高斯链形态。链单元
空间密度达到一致。
3.在单分子力谱实验中，固定目标分子的主要方式有哪些？
在单分子力谱实验中，固定目标分子的方式主要分以下三种：
（１）物理吸附：用于单链弹性性质的研究。利用较强的粘附力使它被连接于针尖和基底之间。
（２）特异性相互作用：当高分子链与针尖或基底之间的相互作用较弱时，物理吸附的方法将不再适用。此时需要将高分子链修饰上一种给体或受体官能团，在基底和针尖上修饰上相对应的受体或给体官能团。得高分子链段在针尖和基底之间形成桥连结构.
（３）化学键合：研究高分子在较高应力作用下的构象转变行为，或者要测量某个特异性相互作用的强度，将待测分子通过化学键固定到针尖及基底表面。
十 嵌段聚合物与受限高分子
1.为什么说嵌段聚合物比较适用于模板法？
（1）嵌段共聚物结构特点决定，是由两个或更多个聚合物链末端以共价键方式连接构成的，用模板法更易控制，所谓模板法是先合成形状易控且具有纳米结构的物质，然后通过物理或化学方法将相关材料沉积于上，最后移去模板，得到具有模板规范形貌与尺寸的纳米材料的过程。 模板法制备纳米材料有诸多的优点：
（2）模板易合成且可以精确控制，有效预测其纳米结构；
（３）用模板法制备的嵌段共聚物自组装形成的各种规整纳米结构，为制备其它无机、金属纳米材料提供了理想模板。
2.影响嵌段聚合物微相分离行为的因素有哪些？
嵌段共聚物微相分离行为主要决定于以下几个因素：(1) 共聚物总的聚合度N ； (2) 共聚物的组成f x； (3) 共聚物各嵌段间的Florey－Huggins 参数χ； (4) 嵌段设计，其中，χ=αT-1 +β，其中T 为温度，α> 0 ，且α和β为在给定的f x 和嵌段设计条件下的一常数。
当共聚物总的聚合度N 与共聚物各嵌段间的Florey－Huggins 参数χ的乘积大于10.5 时，即χN > 10. 5 ，嵌段共聚物自组装处于强分相区(SSL)；当χN < 10. 5 时，则处于弱分相区(WSL) 。
3.何谓软材料？有什么显著特征？
软物质：是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质。其具有与一般固体和液体不同的运动规律。
特征：对外界微小作用的敏感性、非线性响应、自组织行为等。 4.怎样理解软物质是―由熵操纵的物质‖这句话？
物理体系的状态可以由体系的内能以及熵与温度的乘积来共同描述。由于内能的变化与体系受力相关，那么在一定温度下，对于软物质，如果受到的力不大，那么其内能的改变也不会大，而在这样的弱力作用下，又要求体系发生比较大的变化，那么就一定得要求它的熵变化剧烈。
在软物质中体系的变化主要是由熵引起的，或者说熵占据了主导地位。这样软物质就可称作是由熵操纵的物质。在熵力的作用下，软物质体系会出现很多新奇的行为，比如原本混乱的微观体系会变得井然有序，复杂的蛋白质分子会自行折叠成特殊的结构等等。利用这些性质，我们可以制造许多有特殊性质的软材料，它们是硬材料难以取代的。
十一 材料的表面与界面
（1）何谓界面现象？产生―莲花效应‖的原因是什么？
界面现象：在一个非均匀的体系中，至少存在着两个性质不同的相。两相共存必然有界面。可见界面是体系不均匀性的结果，一般指两相接触的约几个分子厚度的过渡区。凡是在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象
莲花效应：主要是指莲叶表面具有超疏水以及自洁的特性。由于莲叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面上的雨水会因表面张力的作用形成水珠，换言之，水与叶面的接触角会大于140度，只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面。产生这种现象的原因是莲叶具有多重纳米级和微米级的超微结构，从而使睡团聚为球状而滑落，从而产生了具有自清洁现象的“莲花效应”。 2.试采用表面力场来解释固体表面结构弛豫与重构；
两类力的存在：使固体表面表现出对其他物质有吸引作用（如吸附、润湿等），原因在于表面存在化学力——本质是静电力。分子力——范德华力主要来源于诱导力，色散力，取向力这三种不用效应。
解释结构驰豫：由于表面力的存在迫使固相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面上原子产生的相对于正常位置的商、下移动。
解释固体表面结构重构：由于表面力的存在使得面原子层在水平方向上的周期性不同于体内，但垂直方向的层间距则与体内相同，为使表面能最低化，而发生键的的形成和断裂，形成新的稳定结构
3.简述P型半导体的表面能带结构特征
（1）多数载流子堆积状态：表面势为负值时，表面处能带向上弯曲，在热平衡状态下，半导体内费米能级为一定值，随着向表面接近，价带顶将逐渐移近甚至超过费米能级，同时，价带中的空穴浓度也随之增加，结果表面层内出现空穴的堆积而带正电。
（2）多数载流子耗尽状态：当表面势为正值时，表面处能带向下弯曲，越接近表面，费米能级离价带顶越远，价带顶空穴浓度随之降低，在靠近表面的一定区域内，价带顶比费米能级低的多，根据波尔兹曼分布，表面处空穴浓度将比体内浓度低的多。
（3）少数载流子反型状态：在多数载流子耗尽状态的基础上，表面处能带进一步向下弯曲，越接近表面，表面处费米能级可能高于禁带中央能量，即，费米能级离导带底比离价带顶更近一些，表面电子浓度超过空穴浓度，形成了与原来半导体导电类型相反的一层。 4.简述有序分子膜的构筑方式及其优缺点；
LB膜：将有机两亲分子在气液界面上生成的排列高度有序的单分子膜，通过物理机械过程转移到固体表面上所形成的超薄有序体系。优点：LB膜构筑方式的优点是制备简单，常温常压下操作，膜厚可控制，膜层内部缺陷少，质量均匀，可加入改性剂。缺点：成膜机理是依靠物理吸附，热稳定性差、结构稳定性差，力学性能较差，三差。
自组装(SA)膜：SA膜的成膜机理主要依靠固液界面上的化学作用，通过固液界面具有反应活性的不同头尾基的化学吸附或化学反应，在基片上形成化学键连接、紧密排列的有序单分子层或多层膜。优点：膜结构致密且稳定性高，在润滑和磨损防护方面有广泛应用前景。缺点：自组装是物质自发形成的过程，不易控制，表面化学反应具有选择性，对其发展利用也有一定的限制。
分子沉积(MD)膜：MD膜是利用阴阳离子间的静电相互作用力，通过相反离子体系的交替分子沉积制备而成的层状有序超薄膜。优点：低的表面能和良好的稳定性，膜与基体结合牢固，缺点： MD膜尚未满意的应用到摩擦学领域。
十二 材料在极端条件下的物理化学
（1）超高压的基本效应和所用是什么？产生这种作用的根本原因？
基本效应和作用：a是减少样品的体积，也即是减少物质分子间（原子间）的距离，超高压作用b电荷转移，电荷的不均匀化；c绝缘体向金属转变。d产生新的基态和新的物理效应。
根本原因是：超高压改变了压力、温度和化学组成，它们是决定化学反应进行的三个重要的参数。
a超高压在导致物质自由能变化上的作用甚至可以超过最强的化学键（>10eV），也可以使得原子的电子密度进行重新分布，进而导致元素的亲合能和物质的化学键发生完全的变化。
b材料受到压力时，在相同温度下研究对象体积会减小。从微观上考察就是在压力作用下减小分子间和(或)原子间的距离。由于分子的物理与化学性质依赖于外层电子轨道的相互作用(包括轨道径向范围、形状等) ，当外界压力使分子间和(或)原子间的距离发生改变时，这种相互作用发生改变，从而使各个能级轨道受到不同程度的影响，进而影响到分子的性质。
c物质的性质也依赖在一定的压力作用下，材料中的分子或原子的聚集结构将可以发生很大的变化，如晶体相变等，因此可以很容易地理解压力也将对材料的性质产生很大的影响。
2.什么是应变自组织法？量子点有几种生长模式？
应变自组织方法：是利用不同材料之间的晶格不匹配而产生应力来获得无位错和尺寸均匀的量子点。
生长模式：（1）逐层生长的FM 模式，如果失配度较大且外延层的表面能和界面能小于衬底的表面能，则外延生长为层状生长；（2）岛状生长的VW模式， 如果失配度较大并且外延层的表面能大于衬底的表面能，则外延生长为岛状生长；（3）混合生长SK模式,介于两者之间，则外延层初始生长为二维层状生长（浸润层），随着浸润层厚度的增加,形成三维岛状。 3.超导体的基本特性是什么？有几类超导体？
基本特性：完全导电性，完全抗磁性（迈斯纳效应）
分类：第Ⅰ类超导材料：无中间态，在临界磁场以上是超导态的
第Ⅱ类超导材料：存在两个临界磁场（下临界磁场和上临界磁场），材料处于
下临界磁场时是完全超导态，在下临界磁场和上临界磁场之间，处于混合态。当磁场达到上临界磁场时，为正常态。
4.什么是超临界态？超临界态的基本特征？该技术的优点和缺点是什么？
超临界态：是指物质的温度和压力均处于临界点以上的状态。对于某些特殊物质而言，存在一个临界温度Tc和临界压力Pc，在高于Tc和Pc情况下，物质不会成为液体或气体，这就是常说的物质临界点。
特点：a超临界状态是一种亚稳态，
b超临界流体具有气体和液体的双重特点，其物理化学性质随温度和压力的变化十分
敏感，即在不改变化学组成的条件下，可以用压力连续调节流体的性质。
c超临界流体与一般液体溶剂相比，除密度外，在传递性质方面也有优势。除了具有
与液体相近的密度外，其粘度却与气体接近，比液体小10倍，自扩散系数比液体大近100倍，比气体略低，因此其传递和渗透性比一般溶剂要好。
优点：（1）环境友好（2）易同溶质完全分离，是一种较理想 “清洗技术”；（3）传递和渗透性比一般溶剂要好；（4）超临界流体在萃取、超细粉制备、薄膜材料制备、超临界聚合反应及化学反应等有很好应用前景。
缺点：（1）是一种亚稳态，外界客观条件对其影响强烈；（2）处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨；（3）由于有气、液体的双重特点，物理化学性质受温度、压力影响大，不易精确控制。