2、纳米器件
第二个就是纳米器件。
纳米器件的研制和应用程度是进入纳米时代的重要标志。我刚才讲过1.191微米（指器件尺寸），这是纳米器件研究的最大范围，要小于这个尺寸就要新的情况和新的技术标准，这是纳米器件的一个研究范围。比如说激光器其中发光的电压很低，这样的读写光盘，可使光盘的运算速度加快，制造纳米材料有两种方式：一个是“自上至下”(Top Down)，一个是“自下而上”(Bottom Up)两种方式。这两种方式不一样“由下至上”就是说我通过原子、分子来制备各种量子点、量子线，量子结构，所以（Top Down）就是我们微加工的技术，经过加工研磨做成一个结构，这个是通过刻蚀的方法做的齿轮，这个齿轮很小只有几微米，你们看，这个碳纳米管可以组成内齿轮，用这种方法可以组成很多结构，比如球形的、圆柱形的、方形的。你设定分子结构是什么样，它长得就什么样。
纳米器件制成的计算机它的计算能力提高了，可以提高千倍，而所需的功能仅为目前的百万分之一，纳米光电子学使通信带宽增加百倍，利用纳米技术可使信息存量成千倍提高，我们现在的计算机使用了超大规模集成电路，包括我们使用非常小的微型手机呀，笔记本电脑呀。目前，我们使用的所有电路都是在微米的尺寸上来设计加工的，即一些信息存储，世界上最新的信息存储装置一分钱硬币大小可以存储5兆信息单元，但是如果说以单位信息所占的面积，它主要是微米，如果作成纳米量存储器要提高多少。我举个例子，比如说家里看的VCD玩游戏买一张光盘装一个到两个光盘装一个电影，如果我给你一个光盘装一千个电影这个时候你觉得怎么样？放也好放，带也好带，如果说一张光盘就可以把图书馆的书全部带走，那你要出差，你要出家门带的资料往光盘里一放，密度提高了，能量减少了，改变了我们的生活方式，这个是我们科学院物理所他们来做的用纳米的有机薄膜进行存储，每一个亮点就是一个纳米左右，这样的存储要比目前的存储提高一百倍，但这只是实验室的演示，要生产应用得是15年以后的事情，在座的同学毕业后，考上大学、考上研究生争取把这个实验实现了。
这个是早期在硅能源上刻的字写的是“中国”。另外能够操纵单个的原子摆成特定的形状，能为科学提供一个微小的实验，这幅是将48块原子在表面上形成一个量子的围栏，产生了一个幻想，这个是实验观察到的。这个是美国康奈尔大学科学家做的一个实验，这个是铁原子，这个是粉色的一个氧化碳原子，把一氧化碳用SPM针尖放到铁原子上，形成的一氧化碳和铁的化合物。把这个一氧化碳放到这个铁原子上又形一氧化碳和铁的化合物，把这个放到以前已经形成的一氧化碳和铁的化合物上形成了两个一氧化碳和铁的化合物，按照人的意愿准确操纵原子形成新的化合物。我们要会控制把原子和分子怎么有效地排列，这是一个分子，我要做的就是怎么把分子有效排列，这上面一条一条的就是一个个分子构成单个的分子线一共五条。C60我们知道是碳的浓的液状物，它也是作为单个分子，通过它可以研究分子之间的的相互作用，把它设成一个特定的形状，作为一个分子器械研究针尖和一个C60分子之间的电导性。同时我们可以移动一个分子，把它拔出来，放到一个另外的位置上去，测量这两个分子之间的相互作用，科学家希望通过这个实验把它做成分子的开关，这些都是为量子的器械作的基础。
为在纳米尺度上研究材料和器件的结构及性能，发现新现象，发展新方法，创造新技术，必须建立纳米尺度的检测与表征手段。这包括在纳米尺度上原位研究各种纳米结构的电、力、磁、光学特性，纳米空间的化学反应过程，物理传输过程，以及研究原子、分子的排列、组装与奇异物性的关系。
扫描探针显微镜(SPM)的出现，标志着人类在对微观尺度的探索方面进入到一个全新的领域。作为纳米科技重要研究手段的SPM也被形象地称为纳米科技的“眼”和“手”。所谓“眼睛”，即可利用SPM直接观察原子、分子以及纳米粒子的相互作用与特性。如：美国康奈尔大学成功地将CO分子和Fe原子组合起来形成FeCO和Fe(CO)2，显微镜照片显示了分子和原子结合过程，实验温度为260℃。
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