ОНЭиНТ_Сидорова_Л1(1,5) (1040992)
Текст из файла
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Факультет: Машиностроительные технологии (МТ) Кафедра: Электронные технологии в машиностроении (МТ 11) Основы наноэлектроники и нанотехнологий Сидорова Светлана Владимировна 2015 Лекция 1 Структура курса «Основы наноэлектроники и нанотехнологий» Модуль 1 «Общие положения и методы анализа наноматериалов и наносистем» Введение. Дисперсное состояние вещества. Наноразмерные системы.
Размерный эффект. Основы термодинамики поверхностных явлений. Поверхностное натяжение и свободная энергия поверхностей раздела фаз. Методы анализа поверхности. Методы анализа наноразмерных материалов. Особенности анализа высокодисперсных систем. Рубежный контроль по тематике модуля – 4 неделя (задача + тест = 10 б. + 30 б.
= 40 б.). Модуль 2 «Методы формирования наноматериалов и наносистем» Методы формирования наночастиц. Классификация методов по принципам «снизу – вверх» и «сверху-‐вниз», физические и химические методы. Нуклеация и агломерация. Основные параметры роста наночастиц. Зарождение и рост наночастиц в гомогенной среде и на поверхности твердого тела. Теории роста тонкопленочных покрытий. Модели роста Уолтона-‐Родина.
Механизмы роста наноструктур. Формирование островковых наноструктур. Виды оборудования для получения наноструктурированных покрытий и наночастиц. Рубежный контроль по тематике модуля – 9 неделя (тест 30 б.). Модуль 3 «Химические методы формирования наноматериалов и наносистем» (Беседина К.Н.) Коллоидные растворы и их характеристики. Синтез нанокристаллов полупроводниковых материалов. Коллоидные кристаллы и методы их исследования.
Устройства на основе коллоидных кристаллов. Синтез гетероструктур типа «ядро-‐оболочка». Золь-‐гель технология. Нанокомпозиты и их применение. Рубежный контроль по тематике модуля – 12 неделя (30 б.). Там, внизу, еще много места Ричард Фейнман Введение Исаак Ньютон «Optics» 1704 г. Ричард Фейнман «There’s Plenty of Room at the Bottom» 1959 г.
Норио Танигучи «On the Basic Concept of «Nano-‐Technology» 1974 г. Эрик Дрекслер «Машины создания: грядёт эра нанотехнологий» 1980 г. Средневековые витражи: краска с металлическими частицами золота нанометрового размера Введение Наиболее выдающиеся достижения в области нанотехнологии отмечены Нобелевскими премиями по физике и химии: 1973 – за теоретическое предсказание и экспериментальное открытие туннельных явлений (Л.Есаки, И.Гевер, Б.Джозефсон); 1985 – за открытие квантового эффекта Холла (К.
фон Клитцинг); 1986 – за создание методов электронной (Э.Руска) и туннельной (Г.Бриннинг, Г.Рорер) микроскопии высокого разрешения; 1996 -‐ за открытие фуллеренов (Р.Смолли, Р.Курл, Г.Крото); 1998 -‐ за развитие теории функционала плотности и разработку вычислительных методов квантовой химии (У.Кон, Дж.Попл); 1998 – за открытие дробного квантового эффекта Холла (Р.Лафлин, Х.Штермер, Д.Тсуи); 2000 – за создание полупроводниковых гетероструктур и разработку полупроводниковых интегральных схем (Ж.И.Алферов, Г.Кремер, Дж.Килби); 2000 -‐ за открытие проводимости в полимерах (Х.Сиракава, А.Хигер, А.Мак-‐Диармид); 2008 -‐ за открытие и разработку методов использования зеленого флуоресцентного белка (О.Симомура, М.Чалфи, Р.Цянь); 2010 – за исследования графена (А.Гейм, К.Новоселов).
Введение Приставка "нано-‐" (от греческого «nanos» -‐ карлик) обозначает одну миллиардную часть (10-‐9) чего-‐либо . Введение Если рост человека уменьшить до 1 нм, то в футбол мы играли бы отдельными атомами, а толщина листа бумаги оказалась бы равной 170 км. В 1 нм 10 атомов водорода или 7 атомов кислорода. 1 нм – размер молекулы фуллерена. Толщина человеческого волоса 100 000 нм. Невооруженным глазом человек видит до 10 000 нм.
Средняя толщина листа бумаги 0,1 мм Карбоновая нить (на переднем плане) Схема молекулы фуллерена и человеческий волос Введение «Если при уменьшении объема какого-‐либо вещества по одной, двум или трем координатам до размеров нанометрового масштаба возникает новое качество, или это качество возникает в композиции из таких объектов, то эти образования следует отнести к наноматериалам, а технологии их получения и дальнейшую работу с ними – к нанотехнологиям.» Ж.И.
Алферов. «Микросистемная техника» №8, 2003, стр. 3 –13 Введение По данным, опубликованным в экспресс-‐бюлетене «ПерсТ» («Перспективные технологии: сверхпроводники, фуллерены, наноструктуры»), соотношение государственных и частных вложений в лидирующих странах в 2004 г. выглядело следующим образом: Введение Прогнозные оценки размера мирового рынка наноиндустрии Объем производства продукции наноиндустрии (программа развития наноиндустрии РФ до 2015 г.) Место стран на нанотехнологичном рынке (источник: Lux research) Введение Прогноз динамики объема мирового рынка светодиодов, млрд долл.
(источник: "Роснано") Прогноз динамики объема российского рынка светодиодов, млн долл. Введение Развитие наноиндустрии в Российской Федерации от 2011 года Программа до 2015 года Общий объем рынка нанотехнологий составил в 2010 году 15,7 млрд долларов, однако к 2015 он может вырасти до 27 млрд долларов (т.е. среднегодовой темп роста (CAGR) составит 11,1% в год). Наиболее крупный сегмент общего рынка нанотехнологий -‐ наноматериалы (объем рынка -‐ 10 млрд долларов в 2010 году). В течение пяти лет его CAGR будет составлять 14,7% и в 2014 году объем может достичь 19,6 млрд долларов. Второй по объему сектор, наноинструменты, превысит объем 6,8 млрд долларов к 2015 году.
В 2010 году его объем оценивается в 5,8 млрд долларов и его CAGR составит 3,3%. Наиболее быстрорастущим сегментом рынка станет самый незначительный по объему сектор рынка, рынок наноустройств. По прогнозам, данный рынок вырастет с 35,4 млн в 2010 до почти 234 млн долларов в 2015 году, так что его CAGR составит 45,9%.
www.nanodigest.ru Основные понятия и определения Живая природа заканчивается на границе примерно 10 нм – размер сложных молекул белков. Простые молекулы в десятки раз меньше. В наномире идут важные процессы – совершаются химические реакции, выстраивается сложная геометрия кристаллов, структуры белков.
Нанотехнология – совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществить их интеграцию в полноценно функционирующие системы бОльшего масштаба.
В более широком смысле этот термин охватывает методы диагностики, характерологии и исследования таких объектов. Основные понятия и определения Перечислить все области, в которых нанотехнология может существенно повлиять на технический прогресс, не представляется возможным. Вот только их краткий перечень: • • • • • • • • • • • • • • • • • • элементы наноэлектроники и нанофотоники (полупроводниковые транзисторы и лазеры; фотодетекторы; солнечные элементы; различные сенсоры); устройства сверхплотной записи информации; телекоммуникационные, информационные и вычислительные технологии; суперкомпьютеры; видеотехника -‐ плоские экраны, мониторы, видеопроекторы; молекулярные электронные устройства, в том числе, переключатели и электронные схемы на молекулярном уровне; нанолитография и наноимпринтинг; топливные элементы и устройства хранения энергии; устройства микро-‐ и наномеханики, в том числе, актюаторы и трансдукторы, молекулярные моторы и наномоторы, нанороботы; нанохимия и катализ, в том числе, управление горением, нанесение покрытий, электрохимия и фармацевтика; авиационные, космические и оборонные приложения; устройства контроля состояния окружающей среды; целевая доставка лекарств и протеинов, биополимеры и заживление биологических тканей, клиническая и медицинская диагностика, создание искусственных мускулов, костей, имплантация живых органов; биомеханика; геномика; биоинформатика; биоинструментарий; регистрация и идентификация канцерогенных тканей, патогенов и биологически вредных агентов; безопасность в сельском хозяйстве и при производстве пищевых продуктов.
Основные понятия и определения Наносистема – объект, состоящий из связанных между собой элементов с нанометровыми характеристическими размерами, кооперация которых обеспечивает возникновение новых свойств. Этот термин охватывает такие понятия нанотехнологии как наноматериалы и наноустройства. Наноустройства – другие термины "наномашина", "наноробот", "нанокомпьютер" и т.д., относятся к сложным техническим объектам, созданным в результате операций с веществом на молекулярном уровне или с пользованием нанометровых составных частей.
Основные понятия и определения Наноматериалы – материалы, содержащие Ю.А. Быков структурные элементы, геометрически размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и благодаря этому обладающие качественно новыми свойствами, в том числе заданными функциональными и эксплуатационными характеристиками.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
