Биз келажакда нанотехналогиядан нима кутишимиз мумкин

¤ ЗБЕКИСТОН РЕСПУБЛИКАСИ ОЛИЙ ВА ¤РТА МАХСУС ТАЪЛИМ ВАЗИРЛИГИ
ТОШКЕНТ Т¤£ИМАЧИЛИК ВА ЕНГИЛ САНОАТ
ИНСТИТУТИ
«Физика» кафедраси



МАВЗУ: НАНОТЕХНОЛОГИЯ
Бажарди: Т´раева Ш.
11-10 гуруµ
Текширди: Хамраев £.Ё.


Тошкент – 2011 й.
Нанотехнология
Режа:

1. 
   Нано´лчам-коинот масштаби билан б´йлашади.
   

• 
  Нанотехнология нима?
  
• 
  Биз келажакда Нанотехнологиядан нима кутишимиз мумкин?
  
• 
  Нанотехнологияларни тадби³ ³илиш о³ибатида ³андай тахдид ва муммолар ту²илади?
  

2. 
   Нанотехнологиянинг бугунги куни.
   

• 
  Нанотехнология: биринчи ³адамлар.
  
• 
  Наномоторлар дунёсидан янгилик.
  
• 
  Нанотехнологиялар наномашиналар учун й´л солмо³да.
  

3. Нанотехнологиянинг эртанги куни.

• 
  Нанозаррачалар-³аллоблар билан курашади.
  
• 
  Наноё³ил²и синовларга тайёр.
  
• 
  Нанотехнология рак билан курашда ёрдамлаша-ди.
  

4. Хулоса.

1673 йилда Антони Ван Левенгук инсонлардан биринчи б´либ, микроскоп ор³али микробларнинг бевосита к´риш ва уларни кузатишга муваффа³ б´лди. Унинг 250-300 марта катталаштирувчи микроскопни яратгани ´з замонаси учун оламшумул аµамият касб етувчи во³еа б´лишини µеч ким µатто тасаввур µам ³илмаган эди. Одамлар биргина сув томчисида улкан ми³дордаги майда тирик жонзодлар борлигини, ³он томчиси эса к´плаб ³изил таначалардан ташкил топошини µайратланиб кузатдилар. Бу муµим кашфиёт охир-о³ибатда микробиологиянинг яратилишига олиб келди. Мана, инсоният узо³ йил давомида микро оламни ´рганиб келмо³да. Бу тад³и³отлар натижасида микроэлектроника микрохирургия каби амалий фан соµалари вужудга келди.

Микробиология эса турли-туман вакциналарни синтез ³илишдан тортиб, токим тирик орган ва ёки бутун бошли организмларни клонлаштиришдек ´та мураккаб масалаларни µал ³илишда мисли к´рилмаган юту³ларга эришди. Инсоният, йигирманчи асрнинг ´рталарига келиб, нано´лчамлар (ёки метрнинг миллиардан бир улушига тенг б´лувчи ´лчам) га бевосита р´бар´ келиш ва улар устида операциялар ´тказиш имкониятини ³´лга киритди.Айнан нано´лчам муµитида ишлаш имконияти туфайли Нанотехнологиянинг замонавий тушунчаси яратилди.

Нанотехнология нима?

Нанотехнологиянинг т´ла-т´кис ва равшан таьрифи й´³ ва боз устига б´лиши µам мумкин емас. Уларнинг ³´лланилиш соµаси жудаям кенг. Бунда, умумий µол учун «нано» ´лчам ёки 10^-9 метр, янаям ани³ро³ айтганда эса нанометр даражасидаги технологик жараёнлар к´зда тутилади. Биринчи ³арашда ´лчам аµамиятга эга эмасдек туюлиши мумкин! Биро³ «микро»дан нано´лчамга ´тиш бу биргина ми³дорий эмас, энг аввало сифат жихатдан ´згариш жараёнидир. Бунда инсон атомлар даражасига ´тиш ор³али моддани эмас балки алоµида атомларни манипуляция ³илишга киришади. Бунга мос келувчи мисолни табиатнинг ´зидан танлаб оламиз. Углерод моддаси бир µолда оддийгина графит ва бош³а µолда эса табиатнинг энг ³атти³ минерали олмос б´лиши мумкин. Бунинг сабаби олмос атомларининг амалда идеал геометрик фигура куб µосил ³илиб жойлашганидадир.

Маьлумки таркиби бир хил, лекин молекуласидаги атомларнинг фазодаги жойлашуви µар хил б´лувчи химиявий бирикма (изомер) лар бир-биридан кескин фар³ ³илувчи турли-туман хоссаларга эга б´лишади. Албатта, инсон фа³ат кимёвий жараёнлар кечиши учун лозим б´лган шароитларни µосил ³илиш й´ли билан суньий кимёвий бирикмаларни яратишга эришган б´лсада, лекин унда µар бир атом устида бевосита операция (амал) ´тказиш имконияти мавжуд эмас эди. Гарчи, 1959 йилда нобель мукофоти лаурияти Ричард Фейман, «Инсон алоµида атомлар устида турли амаллар бажариш (манипуляциялаш) ни ´рганганидан с´нг, ´зи истаган µар ³андай моддани бемалол синтез ³ила олади» деб башорат ³илган б´лсада, Нанотехнологиянинг пайдо б´лишидаги биринчи амалий ³адам 1981 йилда яратилган к´чириб олувчи (сканерловчи), тунелли микроскоп б´лди.
IBM нинг швейцария б´лимидаги икки олим Г.Биннинг ва Г.Роред 1981 йилда юзалар микрорельефени ´лчаш муаммолари билан шу²улланиб, материалнинг юзасидаги якка атомларни µам фар³лаш ³обилиятига эга б´лган тунелли микроскопни яратишга сазовор б´лдилар. Бунда микроскопнинг ажрата олиш ³обилияти бир неча нанометрни ташкил этади. Тунелли микроскопнинг ´зига µос томони шундан иборатки, унинг кичик кучланиш бериладиган ´ткир игнали учи материал сиртида ундан тахминан бир нанометр масофада юриб µаракатланади. Ундан юзага электронлар квант б´шли²и («тунель») ор³али ´тиб ³иймати игна ва юза орасидаги масофага бо²ли³ б´лувчи кичик электр токини µосил ³илади, бу масофанинг ´згариши эса токнинг сезиларли ´згаришига сабабчи б´лади.
Олимларда бундан с´нг материалнинг юзасидаги якка атомларни фар³лаш имконияти пайдо б´лди. Лекин мазкур микроскопнинг асосий ³иймати бунда эмас. Нисбатан оддий конструкцияли тузилишга ега б´лган бу тунелли микроскоп нафа³ат «к´риш» ва балки якка атомларга таьсир ³ила олиш ³обилятига эга эканлигини намоён ³илди. Натижада ³атьий белгиланган атомлардан инсон томонидан белгиланган архитектура µосил ³илиб, тайинли параметрларга эга б´лувчи, исталган бир моддани яратиш имконияти ³´лга киритилди. 1986 йилга келиб, тунелли микроскопдан фар³ли нафа³ат ´тказгич ва балким исталган микроскоп (А£Ш) яратилди. ¤тган аср т´³сонинчи йилларнинг ´ртасида нанотехнология ишлаб чи³аришга кириб келди. Бугунги кунда нанотехнология билан шу²улланмайдиган бирорта йирик IT компания мавжуд эмас. Бу тармо³ни молиялаштириш учун ажратилган сармоялар йилига миллиардлаб долларни ташкил этмо³да. Intel, AMD, IBM, Samsung ва к´пгина бош³а корпорациялар бу соµанинг етакчилари µисобланишади. Микроэлектроника аста-секин наноэлектроникага ´тиб бормо³да. 2004 йилдан бошлаб процессор тайёрлаб берувчиларнинг амалда µаммаси 90 нанометрли техник ишлаб-чи³ариш жараёнига ´тиб б´лишди.
Масалан Intel Pentium 4 процессори (процессор ядроси Prescott) шундай режимдтларининг сони геометрик прогрессия билан к´паювчи, янада катта ³ийматга эга тактли частоталар ишлатишини талаб ³илади. Шу туфайли элементларнинг ´лчамлари доимо камайтирилиб борилмо³да. Бугунги кунда транзисторлар учун минимал ´лчам чегарасига етиб келдик дейиш мумкин, чунки уларнинг амалдаги ´лчамлари бир неча ´н атом ´лчамига мос келади.
Ярим´тказгичларни турли ´зга аралашмалар билан ³оплашнинг замонавий литографик шаблон усули ´зининг технологик т´йиниш чегарасига я³инлашди. Гарчи ´лчамларни кичрайтиришнинг µали бир ³адар имконияти бор б´лишидан ³атьий назар фотолитография ´зининг принципиал поёнига етди. Бунинг устига, бугунда фотолитография технологиялари фа³ат планар (яьни, барча элементлар ва ´тказгичлар биргина текисликда жойлашувчи) структураларнигина ишлаб чи³аришга имкон беради. Бу эса ´з навбатида схемотехникага маьлум чеклашлар киритишни талаб ³илади. Технологик ну³таи назардан уч ´лчамли, к´п ³аватли схемалар яратиш (бундаги диод ва транзисторларнинг ´лчамини-молекула ´лчамига ³иёслаш мумукин) имконини берувчи нанотехнологик усуллар, шубµасиз анча ил²ор µисобланади.
Нанотехнология энг аввало наноэлектроника тимсолида ´з тадби²ини топди ва айни пайтда бу соµадаги ишлаб чи³ариш жараёнига ³´лланилиш к´лами билан µам алоµида ажралиб турибди.