DIN CEN ISO TS 80004-12-2017 Nanotechnologies - Vocabulary - Part 12 Quantum phenomena in nanotechnology (ISO TS 80004-12 2016) German version CEN ISO TS 80004-12 2017.pdf

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1、September 2017 DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)Preisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.07; 07.120Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen ve

2、rschiedene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln einer Vornorm erstellt.!%_“2609059www.din.deDIN CEN ISO/TS 80004-12Nanotechnologien Fachwrterverzeichnis Teil 12: Quantenphnomene in der Nanotechnologie (ISO/TS 80004-12:2016);Deutsche Fassung C

3、EN ISO/TS 80004-12:2017Nanotechnologies Vocabulary Part 12: Quantum phenomena in nanotechnology (ISO/TS 80004-12:2016);German version CEN ISO/TS 80004-12:2017Nanotechnologies Vocabulaire Partie 12: Phnomnes quantiques dans les nanotechnologies (ISO/TS 80004-12:2016);Version allemande CEN ISO/TS 8000

4、4-12:2017Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDIN SPEC 52400-12 DDIN CEN ISO/TS 80004-12 (DIN SPEC 52400-12):2017-09 2 Nationales Vorwort Eine DIN SPEC nach dem Vornorm-Verfahren ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das wegen bes

5、timmter Vorbehalte zum Inhalt oder wegen des gegenber einer Norm abweichenden Aufstellungsverfahrens von DIN noch nicht als Norm herausgegeben wird. Zur vorliegenden DIN SPEC wurde kein Entwurf verffentlicht. Dieses Dokument (CEN ISO/TS 80004-12) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 229 Nanotechnolo

6、gies“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 352 Nanotechnologien“ erarbeitet, dessen Sekretariat von AFNOR (Frankreich) gehalten wird. Das zustndige nationale Normungsgremium ist der Unterausschuss NA 062-08-17-01 UA Terminologie“ des Arbeitsausschusses NA 062-08-17 AA Nanotechnologie

7、n“ im DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP). TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION SPCIFICATION TECHNIQUE CEN ISO/TS 80004-12 Juli 2017 ICS 07.120; 01.040.07 Deutsche Fassung Nanotechnologien Fachwrterverzeichnis Teil 12: Quantenphnomene in der Nanotechnologie (ISO/TS 80004-12:2016) Na

8、notechnologies Vocabulary Part 12: Quantum phenomena in nanotechnology (ISO/TS 80004-12:2016) Nanotechnologies Vocabulaire Partie 12: Phnomnes quantiques dans les nanotechnologies (ISO/TS 80004-12:2016) Diese Technische Spezifikation (CEN/TS) wurde vom CEN am 19. Juni 2017 als eine knftige Norm zur

9、vorlufigen Anwendung angenommen. Die Gltigkeitsdauer dieser CEN/TS ist zunchst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihre Stellungnahmen abzugeben, insbesondere ber die Frage, ob die CEN/TS in eine Europische Norm umgewandelt werden kann. Die CEN-Mitglieder

10、 sind verpflichtet, das Vorhandensein dieser CEN/TS in der gleichen Weise wie bei einer EN anzukndigen und die CEN/TS verfgbar zu machen. Es ist zulssig, entgegenstehende nationale Normen bis zur Entscheidung ber eine mgliche Umwandlung der CEN/TS in eine EN (parallel zur CEN/TS) beizubehalten. CEN-

11、Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich

12、, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, Serbien, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. EUROPISCHES KOMITEE FR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMIT EUROPEN DE NORMALISATION CEN-CENELEC Manageme

13、nt-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2017 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN ISO/TS 80004-12:2017 DCEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 2 Inhalt Seite Europisches Vorwort 3 Vorwort

14、 4 Einleitung 6 1 Anwendungsbereich . 7 2 Begriffe, die allgemeine Quantenkonzepte beschreiben (oder damit zusammenhngen) 7 3 Begriffe, die sich auf grundlegende Quanteneffekte beziehen . 9 4 Begriffe, die grenabhngige Quanteneffekte beschreiben . 11 5 Begriffe im Zusammenhang mit der strukturellen

15、Organisation 11 6 Begriffe im Zusammenhang mit Quanteneffekten 12 (informativ) Einige aktuelle Begriffe in der klassischen Physik und der Anhang AQuantenphysik . 14 (informativ) Zuordnung zwischen Begriffen und einigen Anwendungen und Anhang BProdukten in Nanotechnologien 15 (informativ) Stichwortve

16、rzeichnis 17 Anhang CLiteraturhinweise . 18 DIN CEN ISO/TS 80004-12 (DIN SPEC 52400-12):2017-09CEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 3 Europisches Vorwort Der Text von ISO/TS 80004-12:2016 wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 229 Nanotechnologies“ der Internationalen Organisation fr Normung (ISO) erarbeitet

17、und als CEN ISO/TS 80004-12:2017 durch das Technische Komitee CEN/TC 352 Nanotechnologien“ bernommen, dessen Sekretariat von AFNOR gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder a

18、lle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Entsprechend der CEN-CENELEC-Geschftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Lnder gehalten, diese Technische Spezifikation anzukndigen: Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, die ehemalige jugoslawische Republik Mazedonien, E

19、stland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, Schweiz, Serbien, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Trkei, Ungarn, Vereinigtes Knigreich und Zy

20、pern. Anerkennungsnotiz Der Text von ISO/TS 80004-12:2016 wurde von CEN als CEN ISO/TS 80004-12:2017 ohne irgendeine Abnderung genehmigt. DIN CEN ISO/TS 80004-12 (DIN SPEC 52400-12):2017-09CEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 4 Vorwort ISO (die Internationale Organisation fr Normung) ist eine weltweite Vere

21、inigung von Nationalen Normungsorganisationen (ISO-Mitgliedsorganisationen). Die Erstellung von Internationalen Normen wird normalerweise von ISO Technischen Komitees durchgefhrt. Jede Mitgliedsorganisation, die Interesse an einem Thema hat, fr welches ein Technisches Komitee gegrndet wurde, hat das

22、 Recht, in diesem Komitee vertreten zu sein. Internationale Organisationen, staatlich und nicht-staatlich, in Liaison mit ISO, nehmen ebenfalls an der Arbeit teil. ISO arbeitet eng mit der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) bei allen elektrotechnischen Themen zusammen. Die Verfahren

23、, die bei der Entwicklung dieses Dokuments angewendet wurden und die fr die weitere Pflege vorgesehen sind, werden in den ISO/IEC-Direktiven, Teil 1 beschrieben. Im Besonderen sollten die fr die verschiedenen ISO-Dokumentenarten notwendigen Annahmekriterien beachtet werden. Dieses Dokument wurde in

24、bereinstimmung mit den Gestaltungsregeln der ISO/IEC-Direktiven, Teil 2 erarbeitet (siehe www.iso.org/directives). Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. ISO ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte

25、 zu identifizieren. Details zu allen whrend der Entwicklung des Dokuments identifizierten Patentrechten finden sich in der Einleitung und/oder in der ISO-Liste der empfangenen Patenterklrungen (siehe www.iso.org/patents). Jeder in diesem Dokument verwendete Handelsname wird als Information zum Nutze

26、n der Anwender angegeben und stellt keine Anerkennung dar. Eine Erluterung der Bedeutung ISO-spezifischer Benennungen und Ausdrcke, die sich auf Konformittsbewertung beziehen, sowie Informationen ber die Beachtung der WTO-Grundstze zu technischen Handelshemmnissen (TBT, en: Technical Barriers to Tra

27、de) durch ISO enthlt der folgende Link: www.iso.org/iso/foreword.html. ISO/TS 80004-12 wurde gemeinsam von ISO/TC 229, Nanotechnologies, und dem Technischen Komitee IEC/TC 113, Nanotechnology standardization for electrical and electronic products and systems, erarbeitet. Der Entwurf wurde den nation

28、alen Mitgliedern der ISO und der IEC jeweils zur Abstimmung vorgelegt. ISO/TS 80004 mit dem Haupttitel Nanotechnologies Vocabulary besteht aus folgenden Teilen: Part 1: Core terms Part 2: Nano-objects Part 3: Carbon nano-objects Part 4: Nanostructured materials Part 5: Nano/bio interface Part 6: Nan

29、o-object characterization Part 7: Diagnostics and therapeutics for healthcare Part 8: Nanomanufacturing processes Part 12: Quantum phenomena in nanotechnology DIN CEN ISO/TS 80004-12 (DIN SPEC 52400-12):2017-09CEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 5 Die folgenden Teile werden derzeit erarbeitet: Part 9: Nano

30、-enabled electrotechnical products and systems Part 10: Nano-enabled photonic components and systems Part 11: Nanolayer, nanocoating, nanofilm and related terms Part 13: Graphene and other two dimensional materials DIN CEN ISO/TS 80004-12 (DIN SPEC 52400-12):2017-09CEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 6 Ein

31、leitung Die einzigartigen Eigenschaften von Nanoobjekten und Nanomastab-abhngigen Quanteneffekten sind wichtige Aspekte der Nanotechnologie. Wenn die Gre von Materialien bis in den Nanometerbereich abnimmt, sind die Quantisierungseffekte (Quantisierung der Energie, Quantisierung des Drehimpulses usw

32、.) hauptschlich auf das Einschrnken von Partikeln in ein, zwei oder drei Raumrichtungen (Quanten-Confinement) zurckzufhren. Dies fhrt zur Entstehung von neuen grenabhngigen Eigenschaften und Funktionalitten, die vollstndig durch die Quantenmechanik beschrieben sind. Es ist zu beachten, dass der Begr

33、iff Partikel“, der in diesem Teil von ISO/TS 80004 verwendet wird, sowohl den klassischen als auch den Quantenstandpunkt umfasst. Im klassischen Sinne ist ein Partikel ein diskretes Teil Materie und ist somit dem Begriff Partikel“ nach Definition in ISO/TS 80004-2 als kleines Teil Materie mit physik

34、alisch definierten Abgrenzungen“ sehr nahe. Aus der Perspektive der Quanten sind Partikel Objekte, die den Gesetzen der Quantenmechanik gehorchen. Die Quantenbeschreibung umfasst Elektronen, Atome, Molekle usw., die als Partikel bezeichnet werden, und Quasiteilchen (Exzitonen, Phononen, Plasmonen, M

35、agnonen usw.), die elementare Anregungen oder Quanten kollektiver Anregungen in stark interagierenden Partikelsystemen sind. Obwohl Quanteneffekte nicht ausschlielich im Nanometerbereich auftreten, ist das Verhltnis von Nanotechnologie und Quanteneffekten oder Kombinationen von beiden fr die Identif

36、izierung von nanobasierten Produkten und fr die Entwicklung der Nanotechnologie von Bedeutung. Hinsichtlich des Ursprungs von Begriffen werden Quanteneffekte oft mit den Namen derjenigen verknpft, die sie entdeckt haben. Als solche sind sie oft Gegenstand von Kontroversen ber Vorrang. Darber hinaus

37、knnen Quantenphnomene und -effekte in verschiedenen Lndern unterschiedliche Namen haben. Die Nanotechnologien sind sich rasant weiterentwickelnde Technologiefelder und die Fortschritte in diesen Bereichen sind eng mit dem Verstndnis von Quanteneffekten und -phnomenen verknpft. Es wird erwartet, dass

38、 bei zuknftigen berarbeitungen des vorliegenden Dokuments weitere Begriffe zu Quantenphnomenen hinzugefgt werden. Dieser Teil von ISO/TS 80004 frdert eine gemeinsame Sprache fr die Nanotechnologieindustrie und die interdisziplinre Forschung in diesen Bereichen, organisiert Merkmale der Nanotechnolog

39、ie und trgt zur Zusammenarbeit im Bereich der Nanotechnologie und zum Handel von nanotechnologischen Produkten auf dem Weltmarkt bei. Einige etablierte Begriffe der Quantenmechanik wurden in Anhang A zusammengefasst, um die Lektre dieses Teils der ISO/TS 80004 zu erleichtern. DIN CEN ISO/TS 80004-12

40、 (DIN SPEC 52400-12):2017-09CEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 7 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der ISO/TS 80004 fhrt Begriffe auf, die mit Quantenphnomenen auf dem Gebiet der Nanotechnologie verbunden sind. Alle diese Begriffe sind fr die Nanotechnologie von Bedeutung, aber es ist zu beachten, dass viel

41、e von ihnen nicht ausschlielich fr den Nanomastab relevant sind und in gewissem Umfang auch auf grere Mastbe bezogen werden knnen. Die Liste der vorgestellten Begriffe beansprucht nicht, das gesamte Spektrum der Quantenkonzepte und -phnomene in der Nanotechnologie abzudecken. Sie deckt wichtige Phno

42、mene ab, die von vielen Interessenvertretern aus Wissenschaft, Industrie usw. anerkannt sind. Mit diesem Teil von ISO/TS 80004 wird beabsichtigt, die Kommunikation zwischen Organisationen und Einzelpersonen in der Industrie und denjenigen, die mit ihnen interagieren, zu erleichtern. 2 Begriffe, die

43、allgemeine Quantenkonzepte beschreiben (oder damit zusammenhngen) 2.1 De-Broglie-Wellenlnge Wellenlnge der Welle, die mit jedem Partikel assoziiert ist und seine Wellencharakteristik gem der De-Broglie-Gleichung widerspiegelt Anmerkung 1 zum Begriff: Die De-Broglie-Gleichung lautet = h/p, dabei ist

44、die Wellenlnge, h das Plancksche Wirkungsquantum und p der Partikelimpuls. 2.2 Quantisierung Prozess, bei dem quantisierte physikalische Gren entstehen 2.3 quantisiert besitzt diskrete Werte, die Vielfache einer Elementargre sind Anmerkung 1 zum Begriff: Die oben genannte Elementargre wird gewhnlich

45、 als ein Quantum der in Betracht gezogenen physikalischen Gre bezeichnet. 2.4 Quantenkohrenz korrelierte Entwicklung der Wellenfunktionsphase eines Systems in einer Quantenberlagerung (2.9) Anmerkung 1 zum Begriff: Quantendekohrenz bezeichnet den Verlust der Quantenkohrenz. 2.5 Quanten-Confinement B

46、eschrnkung der Bewegung eines Partikels in einer, zwei oder drei Raumdimensionen, wenn die Gre eines physikalischen Systems sich in derselben Grenordnung bewegt wie die De-Broglie-Wellenlnge (2.1) des Partikels Anmerkung 1 zum Begriff: Die wichtigsten charakteristischen Lngen, die zum Quanten-Confin

47、ement fhren, knnen ihre De-Broglie-Wellenlnge, ihre Fermi-Wellenlnge, ihre mittlere freie Weglnge, ihr Bohrscher Radius (fr Exzitonen) oder ihre Kohrenzlnge sein. Anmerkung 2 zum Begriff: Siehe Literaturhinweis 2. DIN CEN ISO/TS 80004-12 (DIN SPEC 52400-12):2017-09CEN ISO/TS 80004-12:2017 (D) 8 2.6

48、Quantenverschrnkung Phnomen der Quantenmechanik, bei dem die Quantenzustnde von zwei oder mehr Partikeln voneinander abhngig sind Anmerkung 1 zum Begriff: Quantenzustnde verschrnkter Partikel drfen als Ganzes und nicht in Form von Zustnden einzelner Partikel beschrieben werden. Anmerkung 2 zum Begri

49、ff: Siehe Literaturhinweise 3 und 5. 2.7 Quanteninterferenz kohrente berlagerung von Wellenfunktionen (2.14) (Quantenzustnde) eines physikalischen Systems 2.8 Quantenzahl Zahl, die einen der mglichen diskreten Werte von physikalischen Gren angibt, die die Quantensysteme charakterisieren Anmerkung 1 zum Begriff: Einige der Quantenzahlen knnen di