纳米离子

纳米离子（英文：Nanoionics）是在所有的固体纳米级系统快离子关于过程现象，优点，研究和机制的应用程序被输送（FIT）。所关注的话题，纳米级氧化物陶瓷基本特性，快离子导体（高级超离子导体）/电子导体异质结构有。一种潜在的应用是在电化学装置（双电层装置）中，用于能量、电荷、信息的转换和存储。纳米离子的术语和概念（作为一个新的科学领域）于1992年1月由AL Despotuli和VI Nikolaichik（位于切尔诺戈洛夫卡的俄罗斯科学院微电子技术与高纯材料研究所）首次提出。

在固体离子迁移现象处理固体离子学的跨学科的科学和工业领域，它被视为一个新的部门纳米离子 。纳米离子学试图以仅在纳米尺度上有意义的术语来描述扩散和反应，例如就（纳米尺度）异质势态而言。

固体离子纳米系统有两种类型，两种基本上是不同的纳米离子。

（I）基于低离子电导率固体的纳米系统

（II）基于高度超离子导体（例如α- AgI，碘化rub 碘化银系列）的纳米系统。I和II具有不同的接口设计。边界在纳米离子I中的作用是在不规则空间电荷层中产生高浓度的带电缺陷（空位和间隙）条件。但是，在纳米离子II中，必须保持具有规则（晶格匹配）异质边界的高度超离子导体的xxx个高度离子导电晶体结构。纳米离子I可以显着提高（高达10 ⁸倍）具有结构相干性的纳米结构材料的二维离子电导率，但是可以改善高级超离子导体的三维离子传导性。与比率相比，它仍然小10 ³左右。

固体中扩散和迁移的经典理论基于扩散系数，活化能和电化学势。这意味着可以接受对所有势垒都相同高度（势能均匀）的势态中跃迁离子传输的描述。尽管固体离子和纳米离子I和II之间存在显着差异，但这些对象（快速离子导体）的快速离子传输以及电荷/能量存储（或转换）的真正新问题是有一个特殊的共同原则。例如，在纳米尺度上存在一个异质的潜在景观。这决定了移动离子子系统对脉冲或谐波的外部影响的响应特性，例如介电谱（阻抗谱）中的弱影响。

纳米，纳米技术作为的一个部门，（带FIT纳米结构）Nanoionikusu目的，受试者（特性，行为，效果，处理机构，FIT相关在纳米级的应用程序），方法（纳米超离子导体系统中的接口设计）和标准（当R是快速改变诸如FIT相关特性之类的参数的特性长度，而R是设备结构的长度尺度时，R / L〜1）。

ITRS已将基于纳米离子的电阻式开关存储器定位在“新兴研究设备”类别中（“离子存储器”）。纳米电子学和纳米电子学紧密混合的区域有时称为纳米电子学。当前受基本限制约束的未来纳米电子学的前景已由高级研究塑造。为计算最终物理限制，区域目前实现（10 ¹⁰厘米^-2，10 ¹⁰赫兹）和远远超出。纳米和亚纳米PB级集成中可以使用哪些类型的逻辑开关？问题是，主题已经在，其中术语“纳米电子学” 还没有。用量子力学来限制电子区分放置的兵马俑规模的隧道效应。10 ¹²厘米^-2为了突破比特密度的限制，在信息领域应使用特征尺寸为L <2 nm的原子和离子构型，并且信息载体的有效质量m *的材料应远大于电子。是必要的。L = 1 M * =纳米13米_ê，在= 0时，为5nm L M * =53米_ê，在= 0时，为2nm L M * = 336米_ë 。未来的小型设备，Nanoion，即有将要基于在纳米级的快速离子传递如开头提到的可能性 。

纳米离子设备的例子是在功能异质结中具有快速离子传输的全固态超级电容器（纳米离子超级电容器），具有纳米结构电极的锂和燃料电池，快速离子导体与量化电导率nanoswitches根据（忆阻器有参考文献和可编程金属化元件）。这些可以具有可兼容子-电压和深电压纳米电子，例如，自主微功率，RFID，MEMS，智能尘埃，纳米变形细胞，其它微系统和纳米系统可重新配置的存储器单元阵列可以广泛使用。

固态快速离子传导的一个重要例子是离子晶体的表面空间电荷层。这种传导最早是由Kurt Lehovec 预测的。边界条件对离子电导率的关键作用是由CC Liang首先通过实验发现的。他在LiI-Al ₂ O ₃两相系统中发现了异常高的电导率。由于具有某些特性的空间电荷层的厚度为纳米，因此其效果与纳米离子（纳米离子I）直接相关。莱霍夫效应是产生用于现代便携式锂和燃料电池的众多纳米结构快速离子导体的基础。近年来详细描述随机势弛豫（直接问题）中的空间电荷形成和弛豫过程，并解释具有快速离子传输的纳米系统的性质（逆问题）为了解释这种现象，已经在纳米离子学中开发了一种一维结构动力学方法，用于耦合离子传输和介电极化过程，从而导致AK Jonscher的“通用”动态响应。