介觀物理學又叫什麼

Ⅰ 物理學有什麽大的分支

最大的分支：理論物理，實驗物理，計算物理。
一般的分支沒有統一的分類，可以看看著名的物理學雜志的目錄就能知道大概，比如中國物理學會主編的物理學報。
初高中的課程包括力學，熱學，電磁學，光學，原子物理學。在大學物理中為基礎物理或普通物理，共五門課，還有相應的實驗課程。
相應的數學基礎有數值分析或計算方法，數學物理方法。
之後是四大力學，是專門的課程，包括理論力學（或經典力學），電動力學，熱力學與統計物理，量子力學。
再之後是固體物理，天體物理，這些是選修課。
工科的課程因方向不不同而有不同的課程。
大學物理的特點是知道為什麼，並且能把結論推導出來。而初高中的物理只要求知道是什麼並應用它，而為什麼是這樣確沒有解答。

Ⅱ 介觀的簡介

「介觀（mesoscopic）」這個詞彙，由VanKampen於1981年所創，指的是介乎於微觀和宏觀之間的狀態。
因此，介觀尺度就是指介於宏觀和微觀之間的尺度；一般認為它的尺度在納米和毫米之間。
介觀尺度常常在介觀物理學中被提到，而且在凝聚態物理學近年來發展中被廣泛應用。
介觀體系一方面它們有我們熟悉的微觀屬性，表現出量子力學的特徵；可另一方面，它的尺寸又幾乎是宏觀的。一般來說，宏觀體系的特點是物理量具有自平均性：即可以把宏觀物體看成是由許多的小塊所組成，每一小塊是統計獨立的，整個宏觀物體所表現出來的性質是各小塊的平均值如果減小宏觀物體的尺寸，只要還是足夠大，測量的物理量，例如電導率，和系統的平均值的差別就很小。當體系的尺寸小到一定的程度，不難想像，由於量子力學的規律，宏觀的平均性將消失。人們原來一般認為這樣的尺寸一般是原子的尺寸大小，或者說晶體中一個晶格的大小，最多不過幾個晶格的尺寸大小。但是80年代的研究表明，這個尺度的大小在某些金屬中可以達到微米的數量級，並且隨著溫度的下降還會增加，它已經超出了人們的預料之外，屬於宏觀的尺寸大小。
因此，介觀物理是一個介於宏觀的經典物理和微觀的量子物理之間的一個新的領域。在這一領域中，物體的尺寸具有宏觀大小，但具有那些我們原來認為只能在微觀世界中才能觀察到的許多物理現象。因而介觀物理涉及量子物理、統計物理和經典物理的一些基本問題。在理論上有許多方面有待深入研究。從應用的角度看，介觀物理的研究一方面可以給出現有器件尺寸的減小的下限，這時候原來的理論分析方法如歐姆定律已經不再適用；另一方面，新發現的現象為製作新的量子器件也提供了豐富的思想，也許會成為下一代更小的集成電路的理論基礎。

Ⅲ 納米技術是什麼_容易學嗎

納米技術的含義
所謂納米技術，是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中，發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子，顯著地表現出許多新的特性，而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術，就稱為納米技術。
納米技術與微電子技術的主要區別是：納米技術研究的是以控制單個原子、分子來實現設備特定的功能，是利用電子的波動性來工作的；而微電子技術則主要通過控制電子群體來實現其功能，是利用電子的粒子性來工作的。人們研究和開發納米技術的目的，就是要實現對整個微觀世界的有效控制。
納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。1993年，國際納米科技指導委員會將納米技術劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。其中，納米物理學和納米化學是納米技術的理論基礎，而納米電子學是納米技術最重要的內容。
納米電子器件的特點
以納米技術製造的電子器件，其性能大大優於傳統的電子器件：
工作速度快，納米電子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使產品性能大幅度提高。功耗低，納米電子器件的功耗僅為硅器件的1/1000。信息存儲量大，在一張不足巴掌大的5英寸光碟上，至少可以存儲30個北京圖書館的全部藏書。體積小、重量輕，可使各類電子產品體積和重量大為減小。
感覺大學物理系或者精密儀器相關專業會學到此技術。因為納米科學技術是以許多現代先進科學技術為基礎的科學技術，它是現代科學（混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學）和現代技術（計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術）結合的產物，所以不是太容易學習和掌握。供參考。

Ⅳ 介觀的介觀物理學

介觀物理學是物理學中一個新的分支學科。「介觀（mesoscopic）」這個詞彙，由VanKampen於1981年所創，指得是介乎於微觀和宏觀之間的尺度。介觀物理學所研究的物質尺度和納米科技的研究尺度有很大重合，所以這一領域的研究常被稱為「介觀物理和納米科技」。
對於微觀粒子，原則上可以對薛定諤方程進行嚴格的或近似的求解。對於宏觀物質的研究，則應用統計力學的方法，考慮大量粒子的平均性質。處於介觀尺度的材料，一方面含有大量粒子，因而對無法薛定諤方程的求解；另一方面，其粒子數又沒有多到可以忽略統計漲落的程度。這種漲落稱之為介觀漲落，是介觀材料的一個重要特徵。
除了試驗和技術上的重要應用外，介觀尺度在理論上是探索量子混沌現象的重要場所。混沌現象是宏觀經典力學中的普遍現象，但在量子世界中，目前還不能觀測到低激發態量子系統的混沌現象。介觀物理研究的物質處於量子體系的高激發態，其微觀性質和對應的宏觀力學性質有很大關聯。對應的宏觀力學系統行為不同的話（可積系統或是混沌系統），材料的微觀性質也會不同。這使得介觀物理成為研究量子混沌以及量子力學和經典力學過渡關系的重要領域。
下面來簡要地介紹一下介觀物理的特徵和介觀物理的一些新的物理現象。
（一）兩種散射，弱局域電性
我們都知道，在量子力學中，體系的狀態由波函數來描寫。波函數由振幅乘以一個相因子所組成，波函數與經典的波函數一樣，滿足疊加原理。波函數隨時間的演化由薛定諤方程所描述。因面微觀粒子有類似於波的一些現象：干涉、衍射等。
為什麼通常的物理測量中，與相位相關的相位特徵沒有被觀測到呢？這是因為通常的宏觀系統由大量的微觀粒子所組成，空間的尺度遠大於粒子的德布羅意波長。因此，這些粒子的波函數之間就缺乏足夠的相乾性。於是，測量結果就是它們的平均值。例如，電子在原子內的運動滿足玻爾的量子化規律，即電子的動量與電子繞核的旋轉半徑的乘積只能是的整數倍，或者說電子繞原子核一周時電子相位的改變只能是的整數倍。這就是原子的玻爾量子化現象。但是，考慮一個導線繞成的一個圓環中運動的電子，由於電子在導線中運動時受到各種散射，電子在比圓環尺寸小得多的尺度上就已經失去了相乾性，當然也就觀測不到類似於原子理論中玻爾的量子現象了。
當量子理論應用到固體中後，發展成了所謂的固體量子論。固體量子理論的一個歷史性的成功就是正確地指出晶體的電阻是因為晶體中無規則分布的雜質所引起的。這些雜質可以是晶體中的摻雜和缺陷、固體中的晶格振動（稱為聲子）。雖然，對每一個電子的散射是波的散射，但是由於雜質的分布是無規則的，所以一般不考慮散射波之間的相乾性，從而可以把電子當作有一定動量和位置的經典粒子來處理，描寫晶體的電阻一般是用相空間中的玻爾茲曼方程。
在電子的輸運過程中，把一個波矢為的電子散射為的粒子稱為背向散射。背向散射在電子的輸運過程中起重要的作用。對於具有時間反演性的散射勢而言，盡管各次散射是無規的，但是在波矢空間中，散射途徑與的散射振幅卻總是相乾的。兩個相乾的波函數的疊加的絕對值的平方總是大於各自的絕對值的平方相加。因而這時如果不考慮電子的散射的相位的相乾性就會導致與實驗不一到的結果。因而這種背向散射將對傳統的電導以及輸運理論作出修正。維度越低，背向散射越重要。
研究導體中載流子波函數相位相乾性，特別是上述涉及一對時間反演對稱的無規行走的閉合路徑的干涉對輸運過程的影響，常稱為弱局域化的研究。
弱局域化的研究，特別是弱局域化電性的研究，使人們認識到彈性散射與非彈性散射的本質區別。如果載流子經過彈性散射，如雜質散射，盡管散射過程很復雜，但是散射擊前後散射波的相位還有確切的關系。因而保存了原來的相位記憶，或者說彈性散射不破壞波函數的相乾性。非彈性散射則不同，非彈性散射前後，能量改變，我們知道，能量是和相位（頻率）相聯系的，因而非彈性散射帶來了波函數相位的無規變化，從而破壞了散射波的相乾性。這樣，載流子的非彈性散射的平均距離定義了一個有物理意義的尺度，稱為相位相干長度。在文獻上，把尺度相當於或小於相位相干長度的小尺寸體系稱為介觀體系。
（二）普適電導漲落
80年代中期，實驗發現小的金屬樣品，在低溫下電導作為磁場的函數呈現非周期的漲落。下圖列出幾個有代表性的結果。其中，a和b分別為電導隨磁場的變化的漲落，c為電導隨柵壓的漲落。在金屬性介觀樣品中所觀察到的這種漲落具有如下特徵：
1）這是與時間無的非周期漲落，因而它們不是由於熱雜訊。
2）這種漲落是樣品特有的，每一特定的樣品有自身特有的漲落圖樣，而且，對於給定的樣品，在保持宏觀條件不變的情況下，其漲落圖樣是可以重現的。因此，樣品的漲落圖樣被稱為樣品的指紋。
3）電導漲落的一個最重要的特徵是澆落的大小是量級為的普適量。它與樣品質的材料、尺寸、無序程度、電導平均值的大小無關。只要樣品是介觀大小的，並處於金屬區。理論研究還表明，電導漲落的大小與樣品形狀及空間維數只有微弱的依賴關系。正是由電導漲落的這種間適性，所以才稱之為普適電導漲落。
從物理上看，普適電導漲落來源於介觀體系中的量子干涉效應。根據Laudauer理論，電導正比於總透射幾率。從樣品一邊到另一邊的透射幾率是由許許多多的費曼路徑的相應的幾率幅之和。在金屬區電子通過樣品時經歷多次與雜質散射，其費曼路徑是無規行走的准經典的軌道。不同的費曼路徑之間的相位差是不規則的，導到隨機干涉效應，使電導呈現非周期性的不規則漲落。同時，電導漲落的大小是，這是明顯不符合統計力學的規律的。我們知道，根據統計力學，宏觀系統物理量x的相對漲落為：
～
其中是x的方差，表示系綜平均，Lc是某一關聯長度，L是超立方的邊長，d是超立方的維數。
上式表明，x的相對漲落隨而趨於零。這一性質就前面所說的經典自平均。下面來看普適電導漲落的數值。由於：
及歐姆定律：
當d<4時上面兩式與經典的自平均不符。特別當d=2時，由上式給出的電導的相對漲落與L無關；當d=1時，甚至隨L的增加而增加。
由此可風，普適電導漲落與經典的電導漲落是不同的。
Lee和Stone以及Altshuler等到人用微擾的方法研究了普適電導漲落，他們計算了關聯函數：
其中，
為無量綱的電導，電導漲落的大小可表為：
他們發現，在波函數滿足相位相乾的條件下，F（0，0）是數量級為1的普適量，與樣品的材料、尺寸、無序程度、電導平均值的大小無關。而與樣品形狀及空間維數只有微弱的依賴關系。於是：
於是就從理論上證明了介觀系統在金屬區的電導漲落是普適的。
（三）庫侖阻塞：
帶電粒子，在電場的作用下定向運動，從而形成電流。在多體帶電體系中，由於庫侖作用，帶電粒子處於兩種電場中：一是形成定向運動的外電場，二是粒子之間的庫侖相互作用。考慮分立的多體帶電系統，這時形成電流是由於帶電粒子的隧道效應，從分立的一部分到達分立的另一部分。理論預言，電流一定條件下會中斷。這就是所謂的庫侖阻塞。這是一種帶電粒子的關聯現象。
如下圖，為一個電容器，二極板上分有電荷Q，－Q。由於金屬的表面勢阱，從而可以把電容看成一個勢場圖象。量子力學預言，電子可以由隧道效應而通過勢壘從一邊到達另一邊。因而對有限在的勢壘而言，電流總是存在的。理論預言，從統計的角度看，電流要能存在，極板上的電荷應大於一定的閾值Qth,相應的電壓也必須大於一定值。
Q
-Q
由上可知道，只要電荷達到閾值理，庫侖阻塞就會發生。考慮一個外結電源，只要電源能夠提供足夠的電荷，當經過一定的時間後，電荷會再次超過閾值，從而隧道又得以導通，接著又達到閾值，阻塞又發生，如此往復，就會產生所謂的直流音電子隧道振盪。從而可望獲得對單電子的控制。
（四）超晶格中的量子隧穿：
隧穿現象是一種垂直於因品格異質結界面的電子輸運過程，它是超品格中電子態研究的
一個基本環節。在隧穿問題的研究中，人們最感興趣的是雙勢壘諧振隧穿效應。所謂諧振隧穿是指當電子接連隧穿過兩個靠得很近的勢壘時，隧穿幾率隨入射電子能量的變化會出現致個極大值。對於具有對稱雙勢壘結構，發生諧振時的電子最大隧穿幾宰等於1，即對稱雙勢壘對某些能量的入射電於是完全透明的、發生諧振睡穿的物理機制來自於兩個勢壘之間的勢阱內電子能量的量子化。當入射電子能量等於勢阱中電子的量子化能級時，諧振現象發生。
諧振隧穿二極體中的電子輸運
一個典型的諧振隧穿二級管是由兩個極薄勢壘和一個勢阱構成的雙勢壘異質結構。在實際的器件中、入射電子的能量是固定的、它決定於發射區中電子的狀態，量子阱中的量子能級也具有確定的值。為了使諧振隧穿發生，可在器件上加一電壓，此時勢壘上的電壓降改變了量子階中量子能級與發射區費米能級之間的相對高度、於是在器件的J一丫持性曲線上便可反映出諧振隧穿的存在。在器件上加一電壓後便有隧穿電流產生．當電壓正好使得入射電子的能量等於勢阱中的量於能級時，諧振現象發生，隧穿電流出現極大值。如果外加電壓進一步增大．對應於量於阱中能量更高的量子能級，有可能再次發生諧振隧穿，J—v曲線上會再次出現電流的峰值。這種典型的負微分電阻效應．是電子垂直於雙勢壘層作一維運動時所必然出現的結果。負微分電導現象向人們展示了諧振隧穿二極體在毫米波和亞毫米波領域具有良好的應用前景。
諧振隧穿三級管中的電子輸運
如同普通晶體管一樣，諧振隧穿三級管也是一種具有電流和電壓放大作用和功率增益的高速邏輯器件，諧振隧穿NPN雙極型三級管是一種典型的諧振隧穿器件．其中基區為P型摻雜，發射區和集電區為N型摻雜，基極和發射極間的電壓用於調節發射區中電子能量與量子阱中量於能級之差．以控制從發射區穿過雙勢壘流向收集區的電流。由於諧振隧穿三級管是彈道型輸運器件．即電子隧穿勢壘的過程是彈道式的，運動電荷所具有的速度是電子的群速度．它比普通晶體管中電子的漂移速度要大得多．因而諧振瞪穿器件的響應時間也要小得多。這種器件的電流增益已超過了60。
另一種諧振隧穿器件是只有一種載流於的單極型諧振隧穿三級管。在這種結構中、基區處於雙勢壘區外側，在基區與收集區之間有一個低勢壘層，三個區域都是N型材料，這種器件在液氮溫度下顯示了很高的峰谷比和高額特性。
更為值得一提的是多重態三極瞥．採用這種結構可以發展多種邏輯線路．從而使得電子線路大為簡化，即用少數幾個器件就能代替較復雜的線路來完成某種功能，因而可以大大簡化線路的復雜性，縮小電路尺寸，提高運算速度。在這種瞪穿器件中，對應於量子阱中的多個量子能級．在J—V待性曲線上將出現多個諧振峰。
超品格器件中的電子輸運
超品格器件在結構上的最主要待征則是，在電流傳播方向上具有由多個量子阱層和勢壘層構成的周期性結構，隔開各阱層的勢壘層很薄，具有較大的電子隧穿幾率，電子在沿垂直超品格平面的方向連續穿過多個周期勢壘運動。
在超品格中．電子在單個量子阱中形成一定的量子能級．超品格內相鄰量子阱中的量於能級通過它們之間的薄勢壘層有一較弱的耦合，因而每一量子能級擴展成一個能帶。由於耦合很弱，形成的能帶較窄，稱作於能帶．設電子的能量為Eb．超品格周期為d，於能帶寬度為D．電場強度為E，
當電場時．平均漂移速度有極大值。當E進一步增大時，速度反而減小．閾值電場。即使有散射存在，在超品格的J—v曲線中，最初電流隨電壓的增加而增大，當電壓使得電場達到閾值時，電壓的進一步增加反而使電流減小．出現負的動態電阻。隨著電壓不斷增大，還可能出現多個電流峰值和多個負阻區間。從理論上講，如果完全不存在散射，電子的運動無淪在速度空間或動量空間都可能表現出振盪行為。這一現象稱為布洛赫振盪，對應於布洛赫振盪的電子輸運過程也是一種負微分電導現象。
在超品格器件中還存在著另一種負微分電導機制，即擴展態——局域態轉變．它所描述的物理意義是，在沿著其周期方向足夠強的外電場中，超品格在一個周期上的電位差將大於於能帶寬度．此時相鄰量子阱中的量子能級彼此錯開．一個量子阱中量子能級的能量處於相鄰量子阱的能隙中，電子在各量子阱中的量子能級變成高度為Eed的wannier—Stark階梯。在這種情況下，相鄰量子阱的量子能級狀態之間的耦合很弱，電子波函數變得定域化了，電子隧穿過勢壘的幾率很小，因而超晶格的電導變得很小；當沿著超晶格方向所加的電場由小變大時．由於電子的狀態由擴展態轉變成定域態，使電導由大變小，即出現負的微分電導。

Ⅳ 什麼叫納米技術

納米是一個微小的長度單位，1納米等於10億分之一米。根頭發絲有7萬到8萬納米。納米技術這個詞彙出現在1974年。納米科學、納米技術是在0。10到 100納米尺度的空間內研究電子、原子和分子運動規律及特性。納米材料是納米技術的重要的組成部分，也是國際上競爭的熱點和難點。碳納米管自從1991年被發現以來，就一直被譽為未來的材料。碳納米管在強度上大約比鋼強100倍，其傳熱性能優於所有已知的其它材料。碳納米管具有良好的導電性，在常溫下導電時，幾乎不產生電阻。納米陶瓷材料在1600攝氏度高溫下能像橡皮泥那樣柔軟，在室溫下也能自由彎曲。從1998年世界上第一隻納米晶體管製成，到 1999年100納米晶元問世，使20世紀最後10年世界上出現的「納米熱」進一步升溫。
我國在納米技術領域佔有一度之地，處於國際先進行列。已成功制備出包括金屬、合金、氧經化物、氫化物、碳化物、離子晶體和半導體等多種納米材料，合成出多種同軸納米電纜，掌握了制備純凈碳納米管技術，能大批量制備長度為2至3毫米的超長納米管。合成的最細的碳納米管的直徑只有0。33納米，這不但打破了我國科學家自已不久前創造的直徑只為0。5納米的世界紀錄，而且突破了日本科學家1992年所提出的0。4納米的理論極限值。《稻草變黃金 ——從四氯化碳製成金剛石》的文章高度評價。最近又研製成功新型納米材料——超雙疏性界面材料。這種材料具有超疏水性及超疏油性，製成紡織品，不染油污，不用洗染。
納米技術應用前景十分廣闊，經濟效益十分巨大，美國權威機構預測，2010年納米技術市場估計達到14400億美元，納米技術未來的應用將遠遠超過計算機工業。納米復合、塑膠、橡膠和纖維的改性，納米功能塗層材料的設計和應用，將給傳統產生和產品注入新的高科技含量。專家指出，紡織、建材、化工、石油、汽車、軍事裝備、通訊設備等領域，將免不了一場因納米而引發的「材料革命」現在我國以納米材料和納米技術注冊的公司有近100個，建立了10 多條納米材料和納米技術的生產線。納米布料、服裝已批量生產，象電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。加入納米技術的新型油漆，不僅耐洗刷性提高了十幾倍，而且無毒無害無異味。一張納米光碟上能存幾百部，上千部電影，而一張普通光碟只能存兩部電影。納米技術正在改善著、提高著人們的生活質量。

納米技術（納米科技nanotechnology）

納米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物質的技術。

從迄今為止的研究狀況看，關於納米技術分為三種概念。第一種，是1986年美國科學家德雷克斯勒博士在《創造的機器》一書中提出的分子納米技術。根據這一概念，可以使組合分子的機器實用化，從而可以任意組合所有種類的分子，可以製造出任何種類的分子結構。這種概念的納米技術未取得重大進展。

第二種概念把納米技術定位為微加工技術的極限。也就是通過納米精度的「加工」來人工形成納米大小的結構的技術。這種納米級的加工技術，也使半導體微型化即將達到極限。現有技術即便發展下去，從理論上講終將會達到限度。這是因為，如果把電路的線幅變小，將使構成電路的絕緣膜的為得極薄，這樣將破壞絕緣效果。此外，還有發熱和晃動等問題。為了解決這些問題，研究人員正在研究新型的納米技術。

第三種概念是從生物的角度出發而提出的。本來，生物在細胞和生物膜內就存在納米級的結構。

所謂納米技術，是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內的運動規律和特性的一項嶄新技術。科學家們在研究物質構成的過程中，發現在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數原子或分子，顯著地表現出許多新的特性，而利用這些特性製造具有特定功能設備的技術，就稱為納米技術。

納米技術是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內容涉及現代科技的廣闊領域。

納米科技現在已經包括納米生物學、納米電子學、納米材料學、納米機械學、納米化學等學科。從包括微電子等在內的微米科技到納米科技，人類正越來越向微觀世界深入，人們認識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學家錢學森也曾指出，納米左右和納米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點，會是一次技術革命，從而將引起21世紀又一次產業革命。

雖然距離應用階段還有較長的距離要走，但是由於納米科技所孕育的極為廣闊的應用前景，美國、日本、英國等發達國家都對納米科技給予高度重視，紛紛制定研究計劃，進行相關研究

Ⅵ 什麼叫納米技術

納米是長度單位，原稱"毫微米"，就是10-9（10億分之一米）。納米科學與技術，有時簡稱為納米技術，是研究結構尺寸在1至100納米范圍內材料的性質和應用。從具體的物質說來，人們往往用細如發絲來形容纖細的東西，其實人的頭發一般直徑為20-50微米，並不細。單個細菌用肉眼看不出來，用顯微鏡測出直徑為5微米，也不算細。極而言之，1納米大體上相當於4個原子的直徑。 納米技術包含下列四個主要方面： 第一方面是納米材料，包括制備和表徵。在納米尺度下，物質中電子的放性（量子力學學性質）和原子的相互作用將受到尺度大小的影響，如能得到納米尺度的結構，就可能控制材料的基本性質如熔點、磁性、電容甚至顏色。而不改變物質的化學成份。用超微粒子燒成的陶瓷硬度可以更高，但不艙裂：無機的超微粒子灰分在加入橡膠後，將粘在聚合物分子的端點上，所做成的輪胎將大大減小磨損和處長壽命。第二方面是納米動力學，主要是微機械和微電機，或總稱為微型電動機械繫統,用於有傳動機械的微型感測器和執行器、光纖通訊系統，特種電子設備、醫療和診斷儀器等.用的是一種類似於集成電器設計和製造的新工藝。特點是部件很小，刻蝕的深度往往要求數十至數百微米，而寬度誤差很小。這種工藝還可用於製作三相電動機，用於超快速離心機或陀螺儀等。在研究方面還要相應地檢測准原子尺度的微變形和微摩擦等。雖然它們目前尚未真正進入納米尺度，但有很大的潛在科學價值和經濟價值。第三方面是納米生物學和納米葯物學，如在雲母表面用納米微粒度的膠體金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形電極做生物分子間互作用的試驗，磷脂和脂肪酸雙層平面生物膜，dna的精細結構等。有了納米技術，還可用自組裝方法在細胞內放入零件或組件使構成新的材料。新的葯物，即使是微米粒子的細粉，也大約有半數不溶於水；但如粒子為納米尺度（即超微粒子），則可溶於水。第四方面是納米電子學，包括基於量子效應的納米電子器件、納米結構的光/電性質、納米電子材料的表徵，以及原子操縱和原子組裝等。當前電子技術的趨勢要求器件和系統更小、更快、更冷,更小,是指響應速度要快。更冷是指單個器件的功耗要小。但是更小並非沒有限度。 納米技術是建設者的最後疆界，它的影響將是巨大的 在1998年的四月，總統科學技術顧問，
博士評論到，如果有人問我哪個科學和工程領域將會對未來產生突破性的影響，我會說該個啟動計劃建立一個名為納米科技大挑戰機構，資助進行跨學科研究和教育的隊伍，包括為長遠目標而建立的中心和網路。一些潛在的可能實現的突破包括：
把整個美國國會圖書館的資料壓縮到一塊像方糖一樣大小的設備中，這通過提高單位表面儲存能力1000倍使大存儲電子設備儲存能力擴大到幾兆兆位元組的水平來實現。由自小到大的方法製造材料和產品，即從一個原子、一個分子開始製造它們。這種方法將節約原材料和降低污染。生產出比鋼強度大10倍，而重量只有其幾分之一的材料來製造各種更輕便，更省燃料的陸上、水上和航空用的交通工具。通過極小的晶體管和記憶晶元幾百萬倍的提高電腦速度和效率，使今天的奔騰?處理器已經顯得十分慢了。運用基因和葯物傳送納米級的mri對照劑來發現癌細胞或定位人體組織器官去除在水和空氣中最細微的污染物，得到更清潔的環境和可以飲用的水。提高太陽能電池能量效率兩倍。