日本纳米技术发展的历史及现状.pdf

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1、日本纳米技术发展的历史及现状日本是开展纳米技术基础和应用研究最早的国家。早在1981年，日本科学技术厅（现改为文部科学省）就推出了“先进技术的探索研究计划”（ExploratoryResearchforAdvancedTechnology,ERATO），每年启动4个ERATO基础研究项目，每个项目实施5年，研究内容绝大部分是纳米技术的前沿课题，如纳米电子学、纳米材料学、纳米分子学、纳米加工和纳米结构等研究领域的课题。ERATO研究计划在经费和人员配置方面得到有效保障。每个ERATO研究项目的经费为20亿日元（约2000万美元），直接从日本政府当年的预算中支出，不受外界经济

2、波动的影响。在人员配置上组成三个研究小组，每个小组有4-5名研究员，同时聘有世界一流的科学家作为它们的研究顾问，许多诺贝尔奖获得者都曾先后成为ERATO研究计划的研究顾问。迄今，ERATO研究计划已取得了许多世界一流的首创性研究成果，代表着日本甚至世界的纳米基础研究学术水平。据统计，自1981年ERATO创立到2000年为止，ERATO一共发表了学术论文9000余篇，其中包括30余篇在英国《Nature》杂志发表的论文，申请了专利1500余项。同时从1991年开始，日本通产省（后更名为经济产业省）先后实施了数个有关纳米技术的大型10年研究计划，包括“原子技术研究计划（19

3、91-2001）”（耗资1.85亿美元）,“量子功能器件研究计划（1991-2001）”(耗资4千万美元)和“原子分子极限操纵研究计划（1992-2002）”(耗资250亿日元)，这些研究计划都投入了数千万甚至数亿美元的巨额研究经费，其所属的十五个国立研究所成为日本开展纳米技术研究的重要基地，其中电子技术综合研究所、物质工学工业技术研究所、产业技术融合领域研究所、生命工学工业技术研究所和机械技术研究所在世界纳米技术研究领域享有崇高的学术地位。在这些研究所中，特别值得一提的是国家先进跨学科研究所（NationalInstituteforAdvancedInterdiscip

4、linaryResearch,NAIR）。该研究所的建立是为了更加有效地开展通产省于1991年开始实施的大型10年研究计划“原子技术研究计划”，它的建立也开创了日本国立研究所的一种新的研究模式，即官、产、学相结合的研究模式。该研究所研究人员当中约有80%以上是来自日本的其他国立研究机构、大学和企业界，这不仅有利于日本国内纳米技术研究领域的协调进行，而且有利于加快纳米技术在日本的产业化进程。1992年，该研究所和日本及美国的20余家大型企业联合成立“原子技术联合研究中心”（JointResearchCenterforAtomTechnology，JRCAT），从事原子分子极

5、限操作技术的研究。目前JRCAT已经在原子分子识别和操作技术、电子的自旋控制以及原子分子动态过程的理论解析技术等领域进行了非常深入的研究。这些技术是纳米电子学，纳米加工技术和未来量子计算机技术的关键。截止到2000年，JRCAT已经发表了学术论文近600篇，其中包括10余篇英国的《Nature》论文，同时，JRCAT还申请了有关纳米技术方面的专利118项。可见，JRCAT是一个非常成功的大型研究联合体，在国际上也具有很大影响力。目前，日本在纳米元器件制造和纳米材料研究方面仍然处于世界领先地位。2000年美国在公布“纳米技术战略计划”之前，曾派人到日本和欧洲进行了认真的调查

6、研究。调查人员在后来的报告中承认，日本在纳米制造技术领域处在领先地位，领先于欧美。这一方面是因为日本在纳米技术研究领域起步较早，同时也是由于日本为了不重蹈信息技术、生物技术的覆辙，努力保持其领先地位所致。为了保持这种优势，日本在2001年6月制定的到2005年的第2个科技基本计划中，把纳米技术作为一个战略重点。在文部科学省2002年度的预算中，纳米材料的研究经费为249亿日元，比年初的预算草案增加了16.5％。在日本，企业界是发展纳米技术的主力军。日本经济新闻社不久前进行的调查结果显示，８0家大企业中，有大约40％的企业设置了专门机构，已经或者即将着手发展这一高新科技。三

7、菱、伊藤忠和丸红等综合商社已经或计划同美国的风险企业设立合资公司，把纳米技术列为新的发展项目。富士通公司设立了纳米技术研究中心，住友电工公司也组织了纳米技术研究班子。日本企业首先是集中科研力量加强纳米技术开发。日立集团新设立了“纳米技术管理推进中心”，该中心由日立制作所、日立化成、日立金属、日立电线、日立超LSI系统等公司与该项研究有关的负责人组成，集中各家技术优势，共同攻克各产业领域相关的纳米技术难关。确定的研究战略分两大部分，一是两年内可实用化的短期研发课题；二是长期基础研究课题。短期部分主要在电子零部件、新材料及环境领域