Нанотехнологии - ударный вводный курс
Покупка
Тематика:
Общетехнические дисциплины
Издательство:
Интеллект
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 208
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-91559-146-1
Артикул: 471427.01.01
К покупке доступен более свежий выпуск
Перейти
Книга международного научного Общества оптики и фотоники (SPIE) методично знакомит читателя с понятием "нанотехнологии", начиная с изложения основ квантовой механики, определяющей особые свойства малоразмерных объектов (электрические, магнитные, оптические, механические и т.д.) до описания методов производства, характеризации и применения различных видов наноструктур и наноматериалов.
При небольшом объеме, издание содержит краткое и ёмкое описание практически всех современных технологий создания и методик исследования нанообъектов.
Для студентов и преподавателей технических университетов, специалистов промышленных предприятий, а также широкого круга читателей, желающих ознакомиться с предметной областью нанотехнологии от А до Я.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 531: Общая механика. Механика твердых тел
- 535: Оптика
- 6: ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ. МЕДИЦИНА. ТЕХНИКА. СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 28.04.01: Нанотехнологии и микросистемная техника
- Аспирантура
- 28.06.01: Нанотехнологии и наноматериалы
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Р.МАРТИН-ПАЛЬМА, А.ЛАХТАКИЯ НАНОТЕХНОЛОГИИ УДАРНЫЙ ВВОДНЫЙ КУРС Перевод с английского Е.Г. Заблоцкой, А.В. Заблоцкого
Р. МартинПальма, А. Лахтакия Нанотехнологии – ударный вводный курс: Пер. с англ.: Учебное пособие / Р. МартинПальма, А. Лахтакия – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2014. – 208 с. ISBN 9785915591461 Книга международного научного Общества оптики и фотоники (SPIE) методично знакомит читателя с понятием «нанотехнологий», начиная с изложения основ квантовой механики, определяющей особые свойства малоразмерных объектов (электрические, магнитные, оптические, механические и т.д.) до описания методов производства, характеризации и применения различных видов наноструктур и наноматериалов. При небольшом объеме, издание содержит краткое и ёмкое описание практически всех современных технологий создания и методик исследования нанообъектов. Для студентов и преподавателей технических университетов, специалистов промышленных предприятий, а также широкого круга читателей, желающих ознакомиться с предметной областью нанотехнологий от А до Я. ISBN 9785915591461 ISBN 9780819480750 (англ.) © 2010, SPIE © 2014, ООО Издательский Дом «Интеллект», перевод на русский язык, оригиналмакет, оформление
!" #$%$&'$$"$"$%" $%%" %" & ()*" $%!%%" !!" + ,%$%$" ,#% ,,%.,%$%& !" $#!$# & $# .%" %/0" ,%$$" $%" %&1!" & Создание наноразмерных сочетаемых между собой блоков для сборки практических устройств (например, полупроводниковое запоминающее устройство со встроенным фотосинтетическим реакционным центром) Сравнительная шкала микрои нанообъектов Естественные объекты Муравей ~5 мм Пылевой клещ 200 мкм Зольная пыль ~10—20 мкм Человеческий волос ~60—120 мкм в ширину Красные кровяные тельца (~7—8 мкм) диаметром ~10 нм АТФсинтаза ДНК диаметром ~2—1/2 нм Атомы кремния шаг решетки 0,078 нм 10 м –2 10 м –3 10 м –4 10 м –5 10 м –6 10 м –7 10 м –8 10 м –9 10 м –10 Микромир Наномир 1 см 10 нм 0,1 мм 100 мкм 0,01 мм 10 мкм 0,1 мкм 100 нм 0,01 мкм 10 нм 1 нм 1 нм 0, Микроволновое излучение 10 нм = 1 мм 6 Инфракрасное излучение Видимый свет Ультрафиолетовое излучение Мягкое рентгеновское излучение 10 нм = 1 мкм 3 Искусственные объекты Булавочная головка 1—2 мм Микроэлектромеханические (МЭМС) устройства шириной 10—100 мкм Пыльцевое зерно Красные кровяные тельца Зонная пластинка рентгеновской «линзы» расстояние между внешними кольцами ~35 нм Самособирающаяся структура, подобная природным, десятки нанометров Квантовый загон из 48 атомов железа, поштучно расположенных на медной поверхности при помощи иглы СТМ (диаметром 14 нм) Электрод на основе нанотрубок Углеродный бакибол диаметром ~1 нм Углеродная нанотрубка диаметром ~1,3 нм Актуальная задача !"# !"#$!!%!!!!!"$!!!!!!&'(!!!)%!**"+!!*%,!&,+'!!%!"!"!%-".,+!/!!!!"+!!" !!!" /%" 0!!!!!!!!!"1!!%!!! %!"$!%2!!/!%*"+&'"/!-!/"3!"$!!/44"$/!!!//!!56" "!!!**78 " !"
$%%!!" !! !!" ! –1,00 –0,75 –0,50 –0,25 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 4, 3, нм–1 0 2 4 6 8 10 у, нм 0 1 2 3 4 z, нм #!!" ! 0 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0,1 1 10 100 Энергия мэВ , Lх, нм L = y , нм Ly $! !! %Затворное напряжение, В Контакт Затвор Двумерный электронный газ AlGaAs GaAs 0 0 0 0 1 2 3 4 5 Электропроводность 2 / e h 2 –2,0 –1,8 –1,6 4 2, К 1,6 К 0,6 К 0,3 К а б а б E U + E в г –eVc –eVd 100 101 102 103 101 102 103 104 105 Объемный кремний, 300 К Теплопроводность, Вт/мK Толщина, A° Пленка Проволока Si Ge 0,5 0,5, 300 К 300 К 600 К 300 К 60 К 0 #!Fe Cr $300 500 700 900 1100 400 600 800 1000 1200 300 Серебряные шарики Серебряные стержни Длина волны, нм Частицы сплава золота и серебра Серебряные кубики Серебряные пластинки Золотые призмы Частицы золота Золотые стержни Золотые наносферы на ядрах из SiO2 Серебряные наносферы на ядрах из SiO2 Полые золотые сферы &'! #((! &%% Система откачки Вакуумная камера Держатель Подложка Образующаяся паровая фаза Исходный материал Магнетрон постоянного либо высокочастотного тока Вакуумная камера Плазма Подложка Держатель Подача газа Вакуумный насос #(! Вакуумная камера Подложка Подача газа Вакуумный насос Плазма Электрод Электрод #)Подложка 1 Подложка 2 Подложка 3 Подложка 4 ##)%Камера сверхвысокого вакуума Эффузионные ячейки Источник системы дифракции отраженных быстрых электронов Подготовительная камерa Держатель Молекулярные лучи Подложка #$( Подготовка пластины Нанесение фоторезиста Предварительная сушка резиста Совмещение и эскпонирование Проявление защитного рельефа Травление, имплантация Удаление резиста #&(#'*(Нанесенный рисунок Надавливание штампом Печатный штамп Слой резиста Подложка Удаление штампа а б 200 нм а б #+((! ! ! , (Ar+ Ионная пушка Система управления отклоняющим электродом Система управления на базе Labview Счетное устройство Детектор одиночных ионов Анализатор энергии ионов Система фокусирующих линз Энзеля Мембрана Si N с углублением/отверстием (температура мембраны тщательно контролируется) 3 4 Электронная пушка #-,*#.*/#1 2 3 4 + + + + + + + + + + + + + 1. Осаждение полианионного слоя 2. Промывка подложки Подложка + + + + + + + + + + + + + 3. Осаждение поликатионного слоя 4. Промывка подложки + + + + + + + + + + + + + – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –– – – – – – – – – – – – – – + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + а б #! Раствор электролита Источник постоянного тока Резервуар Держатель Подложка Противоэлектрод 10 нм PS Si 2 4 6мкм ! "#$%&'()*+'+#,-'"%).%&'/# 0 1000 2000 3000 4000 5000 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Si Ge Se Sb Энергия (канал счетчика) Количество импульсов счетчика ОРР 2,3 МэВ He+ 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 50 100 150 200 50 100 150 200 250 300 250 200 150 100 50 0 –50 Кремний Титан Кислород Углерод Интенсивность брэгговского пика (канал счетчика) Энергия (канал счетчика) Атомная плотность, 10 см 23 3 – Глубина, нм 2 4 9 21 45 97 211 460 1000 Ti Cl Si O N C а б 0 12345267421899232:; <923=>:;2:?:=@38A74 а1 а а2 а с ( зигзагообразные УНТ n, 0): кресельные УНТ (n n , ): 3=5428<923=>:;2:?:=B?@234?9; =346@;C732B:4C 20 нм 3=542D=346@;2:?:=B?@234?9; Ev v Наклоненные наноколонны Ось x Ось y Ось z Подложка Подложка Паровой поток Направление парового потока Ось x Ось y Ось z Подложка Направление парового потока 100 ?? 1 мкм а б Ксерогель Твердая фаза Жидкость Твердая фаза Газ «Мокрый» гель Аэрогель 3 нм 530 нм Зеленый 5,5 нм 570 нм Желтый 7,5 нм 590 нм Оранжевый 8,3 нм 620 нм Красный } Массив КТ pСлой nСлой Внутренняя область FGH0'H100 нм 3 нм 1 мкм 100 010 а б в 1 мкм 1 мкм 4 мкм а б в 240 280 320 360 400 0 40 80 120 Диаметр, нм Число колонн Pt/F:SnO/стекло Нанопроволоки из ZnO с адсорбированным монослоем красителя Жидкий электролит или дырочный проводник Нагрузка Свет F:SnO/стекло 1 2 Время Проводимость Время Проводимость Время Проводимость IЗаданы: размер, структура, связанность, гетерогенная поверхность Частицы и кластеры больше больше разм сост Черный уголь Оксид кремния Минеральный наполнитель Сверхразветвленные полимеры Трехмерные элементы Задан размер по всем направлениям меньше 3D Дендример Квантовые точки (КТ) Шаблон синтеза Структура Задан размер пространственной структуры Ядрооболочка КТ Наноштрихкоды Увеличение степени контроля над синтезом = Увеличение достигаемой сложности и функциональности = Функциональная сборка: нановирус Одномерные элементы Задан размер в одном направлении мешье; больше 1 2 D D Нантрубки Нанонити Алюмосиликаты Протосборка Задана пространственная связанность Четырехсвязные 0JKGLM !0LM "#$$$%&#$$'%Блок 2: управление рисками 1. Пассивные наноструктуры (продукты первого поколения) Дисперсные и контактные наноструктуры (аэрозоли, коллоиды) Продукты, содержащие наноструктуры в своем составе (покрытия, композиционные материалы, армированные наночасти цами, наноструктурированные металлы, полимеры, керамики) Блок 1 ~2000 ~2005 2. Активные наноструктуры Биоактивные наноструктуры, лечебные эффекты (лекарства направленного транспорта, биоустройства) Наноструктуры с физикохимической активностью (трехмерные транзисторы, усилители, приводы, адаптивные структуры ~2010 3. Системы наносистем Широкое использование направленной сборки, создание трехмерных сетей и новых иерархических архитектур, развитие робото техники, создание эволюционирующих нано структур 4. Молекулярные наносистемы Проектирование устройств на молекулярном и атомном уров не, реализация новых функций ~2010—2020 (#$)$%*#$)'%(+#$#$%0H Ïîëíûå îãëàâëåíèÿ íà ñàéòå www.id-intellect.ru Н.Г. Рамбиди Структура и свойства наноразмерных образований. Реалии сегодняшней нанотехнологии Учебное пособие по физическим и химическим основам нанотехнологий детально описывает структуру и свойства наноразмерных образований, которые активно изучаются на протяжении последних десятилетий и используются на практике. К ним относятся наноразмерные частицы, большие (в том числе полимерные) молекулы, атомномолекулярные комплексы с направленно созданной структурой — квантовые точки, нанотрубки, тонкопленочные гетероструктуры, молекулярные кластеры. Основное внимание уделено выявлению физических механизмов, ответственных за возникновение новых свойств при переходе от «макровещества» к наноструктурам, построенным из тех же самых атомных и молекулярных элементов, что и вещество. Подробно рассмотрено соотношение научных идей и практического выхода исследований в области нанотехнологий. Обсуждаются существенные затруднения в реализации экономически выгодных промышленных инноваций. Учебное пособие будет полезно студентам, аспирантам и преподавателям физических и химических факультетов, а также исследователям и разработчикам новых технологий. Дж. Рамсден Физикотехнические основы бионанотехнологий и наноиндустрии, пер. с англ. Учебное пособие раскрывает концептуальные основы быстро растущей и развивающейся области нанотехнологии, фокусируя внимание на самых существенных моментах. Человек, впервые знакомящейся с нанотехнологией, но имеющий хорошую подготовку в одной из традиционных дисциплин, таких, как физика, механика или электротехника, химия или биология, или, возможно, работавший с микроэлектромеханическими системами (МЭМС), сталкивается здесь с большим объемом важной и интересной информации. В книге сосредоточены основные принципы, теория и практика нанотехнологии. По сути это обширное введение в возможности и ограничения перспективной области исследований и разработок. Для студентов, преподавателей и разработчиков в областях нанобиоинфотехнологий. ИНТЕЛЛЕКТ РЕКОМЕНДУЕТ...
К покупке доступен более свежий выпуск
Перейти