納米離子學

納米離子學（Nanoionics）是研究和利用在所有納米尺寸範圍固體中快離子傳送的現象，性質，效應和機制的科學。有興趣的課體包括氧化物陶瓷在納米範圍的基本性質和快離子導電（FIT）/電子導電異質結構。潛在應用在能量，電荷和信息轉換和儲存的電化學器件（電雙層器件）。納米離子學的概念是1992年蘇聯科學院微電子技術和高純材料研究所A.L.Despotuli最先提出。

納米離子學是納米技術的分支。有二類固體離子納米系統和二種基本不同的離子學：（1）基於低離子電導固體的納米系統1；（2）基於先進的超離子電導納米系統2（alpha-Agl，銣銀碘化物等）。離子學1和離子學2在介面設計彼此不同。離子學1邊界的作用是在無序的空間電荷層中為高濃度電荷缺陷創造條件。但在離子學2中，則要保存原有有序先進的超離子電導的高離子電導晶體結構。納米離子學1的有結構相干性的納米結構材料能極大增加似2D離子電導（近10的八次方），但仍比先進超離子的3D離子電導小10三次方。

納米離子學是納米技術的一個分支；它有清析的特性：（1）快速離子傳送的納米結構；（2）主題（性質，現象，效應，加工過程及納米範疇時FIT的應用）（3）方法（超離子電導納米系統的介面設計）和（4）標準（R/L~1，這裡R是器件結構的納米尺寸；L是特徵長度；在此長度，與FIT有關的性質，特徵和其它參數都會發生急烈變化。

國際半導體技術路標圖（ITRS）把以納米離子學為基的電阻開關存儲歸入“新出現的研究器件”（離子存儲器）。這領域與納米電子學密切相關。而納米離子學可稱為電離子學（nanoelionics）。現在認為，未來納米電子學很少受基本終極限限制。量子力學隧道效應限制電子的區分極限為兆量級。要克服每厘米10的十二次方位密度限制，就要在信息領域應用特徵長度的原子和離子及信息攜帶者有效質量M比電子大得多的材料；如（電子）；，而（電子）（），再短尺寸的器件可以是納米離子，即在納米範圍離子快輸送的狀態。

納米離子器件的例有：帶異質結有快離子輸送的全固體超級電容器，鋰電池和有納米結構電極燃料電池，有以快離子導體為基礎量子電導性的納米開關。這些器件可與次電壓（sub-voltage）和深次電壓（deep-sub-voltage）納米電子器件相比美。

固體中快離子電導的重要情況是離子晶體表面空間電荷層。這樣的電導由Kurt Lehovec 最先預言。邊界條件對離子電導起重要作用由C.C.Liang實驗發現。他發現中有二相系統。由於有特別性質（納米厚）的空間電荷層直接與納米離子學（納米離子學1）有關。這種Lehovec效應變成多納米結構快離子電導的基礎，它是現代可攜帶鋰電池和燃料電池所使用。