Mavzu: nanoqatlamli materiallar va ularning elektrofizik xossalari

₆-MAVZU: NANOQATLAMLI MATERIALLAR VA ULARNING ELEKTROFIZIK XOSSALARI.
Reja
1. Nanofizika predmeti, nanoob’ektlar, nanostrukturalar va nanodispers tizimlar shakllanish printsiplari
2. Nanomaterialshunoslik asoslari, unda fundamental va amaliy fanlar hamda texnologiyalar va ishlab chiqarishning hamjihatligi.
3. Metall, keramika, polimerlar, kompozitlar asosida nanomateriallar shakllantirish imkoniyatlari.
4. Nanofizikaning nanoob’ektlar va nanomateriallar yaratishdagi roli va ustuvorligi.
Tayanch iboralar: nanoob’ektlar, nanodispers tizimlar, nanoo’lchamlm materiallar shakllanishi, nanometallar, nanozarrachalar, nanostrukturalar, nanokompozitlar.


Nanofizika predmeti, nanoob’ektlar, nanostrukturalar va nanodispers tizimlar shakllanish printsiplari

“Nanotexnologiya” so’zining o’zida 2 ta atamani “nano” va “texnologiya” terminlarini ko’ramiz. Avval ikkinchi tushunchani aniqlash lozim ¹.

Entsiklopedik lug’atda “texnologiya” so’zi quyidagicha tavsiflangan: u yunoncha “techne” – “san’at”, “mahorat” va “bilish” Q “logos” – “fan” qo’shma so’z bo’lib, biror bir mahsulot ishlab chiqarishdagi ishlov berish, tayyorlashni, holati xossasini, shaklini o’zgartirish jarayonlarining umumlashgan uslubini bildiradi.
Texnologiyaning vazifasi – tabiat qonunlaridan inson manfaati uchun foydalanishdir. “Mashinasozlik texnologiyasi”, “suvni kimyoviy tozalash texnologiyasi”, “axborot texnologiyalar” va boshqalar mavjud.
Ko’rinib turibdiki, texnologiyalar boshlang’ich xom ashyoning tabiatiga ko’ra bir-biridan ajralib turadi. Metal (temir) tuzilmalar va informatsiya (ma’lumot) orasidagi kuchli farqlanishlar ularga ishlov berish va o’zgartirish uslublaridagi farqlarni belgilab beradi¹
Texnologiyalarni sanab o’tganimizda “yuqori texnologiyalar” degan tushunchani esga olmaslik mumkin emas. Yuqori texnologiyalar deb nisbatan yaqinda paydo bo’lgan, hamma joyda tarqalib ulgurmagan samarali bo’lgan texnologiyalarni tushunishga o’rganib qolganmiz. Bu texnologiyalar asosan mikroelektronika sohasiga oid bo’lib, asbob-uskunalarning juda kichik o’lchami bilan bog’liq.
Minglab yillar avval ota-bobolarimiz trillionta atomlarga ega bo’lgan toshlarni olib, ulardan milliard, trillionta atomlarga ega bo’lgan qatlamlarini yo’nib, kamon o’qlarining o’tkir uchlarini tayyorlashgan. Ular qiyin bo’lgan ishlarni juda ustalik bilan bajarishgan. O’sha uzoq vaqtlarda toshlarni bunday yo’nish usulini o’ylab topgan odam uni yuqori texnologiya deb ataganda xato qilmagan bo’lardi. Masalan, 15-20 yil avval uyali telefonlarni “high-tech” turdagi uskunalar deb hisoblangan. Hozirda esa “mobil telefoni” bilan hech kimni hayron qoldira olmaysan.
Shuning uchun ham jamiyat rivojlanishi bosqichida unga oid barcha ilg’or texnologiyalarni “yuqori texnologiyalar” deb atash joiz bo’lsa kerak.
Endi “nanotexnologiya” tushunchasining o’ziga ta’rif beramiz.
Nano qo’shimchasi (yunon “nannos” – “mitti”) u yoki bu birlikning, bizning xolatda metrning, milliarddan bir (10^-9) bo’lagini (nanometr- nm)ni anglatadi. Atomlar va juda mayda molekulalar 1 nanometr tartibdagi o’lchamga ega.
Ingichka sochning o’ndan bir qalinligi o’lchamidagi tarkiblovchili zamonaviy mikrosxemalar chaqmoq tosh yo’nuvchilar standartlarida kichkina deb hisoblanadi, ammo trillionlab atomlarga ega tranzistorlarning har biri va mikrochiplar hamon oddiy ko’z bilan ko’riladi.
Toshga qo’lda ishlov berishdan boshlab to kremniyli chiplar tayyorlashgacha kuzatish mumkin bo’lgan texnologiyalar atom va molekulalarning katta birikmalaridan tashkil topgan xom-ashyodan foydalanadi. Bu yo’nalishni “balk-texnologiya” (ing. “bulk” – to’p-to’p, to’plangan) deb atash mumkin.
Nanotexnologiya har bir atom va molekulalar bilan juda aniqlik bilan ishlashi lozim. U dunyoni biz xayolimizga keltiraolmaydigan darajada o’zgartirib yuborishi mumkin.
Atom – (grek. “atomos” – “bo’linmas”) – kimyoviy elementning juda mayda zarrachasi bo’lib, boshqa atomlar bilan birlashib murakkab birikmalarni – molekulalarni hosil qila oladi [2].
E’tibor bersangiz “atom” so’zining so’zma-so’z tarjima qilinishi noto’g’ridir va haqiqatdan atom zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlardan tashkil topgan. Ammo bu so’zni qadimgi grek faylasufi Demokrit o’ylab topgan va hamma undan foydalanishga o’rganib qolgan.