Nanomateriallar va nanotexnologiya. Asosiy tushunchalar va ta'riflar

Nano- va mikroelektromexanik tizimlarni rivojlantirishning texnologik jihatlari
Nanoimprinting(shtamplangan bosma). Bular optik litografiya o'rniga ishlab chiqilayotgan rekord o'lchamdagi nm bo'lgan naqshlarni olish uchun yangi guruh texnologiyalari. Texnologiyalar keyingi texnologik operatsiyalar uchun niqob olishni ham, funktsional tuzilmalarni ham amalga oshirishga imkon beradi.
Skanerli zond texnologiyasiga asoslangan aqlli nanotexnologiya komplekslari... nm hududlarida sirtning mahalliy modifikatsiyasini (faza tarkibi, potentsial va fazoviy relyef, strukturani qayta tashkil etish) ta'minlaydigan yuqori vakuumli komplekslar. O'zgartirish maydon, mexanik va termal ta'sirlar, shuningdek reaktiv muhitni to'g'ridan-to'g'ri prob ostidagi ta'sir doirasiga kiritish tufayli amalga oshiriladi. Hosildorlikni oshirish uchun ko'p probli patronlar va aniq bir nechta pozitsionerlar (nm aniqlik bilan) talab qilinadi.
O'z-o'zini tashkil qilish va o'z-o'zini yig'ish texnologiyalari. Nm hajmining pasayishi bilan an'anaviy usullar bilan tartiblangan tuzilmalar va yagona tuzilmalarni yaratish qiyin vazifaga aylanadi. Bu nuqtai nazardan nanoelementlar yaratilishi mumkin bo'lgan turli xil shakl hosil qiluvchi tuzilmalar (bo'shliqlar) ayniqsa muhimdir. Alyuminiy oksidi asosida buyurtma qilingan nanotubalar (ayniqsa, uglerod nanotubalari) va gözenekli membranalar ishlab chiqarish texnologiyalari ham muhim rol o'ynaydi.
Skanerli zond mikroskopiga asoslangan naqsh olish texnologiyasi uglerod nanotubalarini zondlar va aniq pozitsionerlar sifatida ishlatish tufayli nm o'lchamlari bilan.
Nano- va mikroelektromexanika uchun element bazasini ishlab chiqish
Elektr energiyasini yuqori samaradorlik bilan mexanik energiyaga to'g'ridan-to'g'ri aylantirish uchun nanoelementlar... Nanotubalarning yo'naltirilgan nurlariga asoslangan statik elementlar piezoelektriklarga qaraganda bir necha baravar samaraliroq va, masalan, sho'r eritmada ishlashi mumkin. Nanotubalarga asoslangan dinamik elementlar pikosoniya oralig'ida o'tishni ta'minlaydi. Katta tomonlar nisbatiga ega boʻlgan bir devorli nanotubalar toʻlqinsimon harakat tufayli suyuq muhitda harakatlanishi mumkin. Bularning barchasi ham texnik, ham biomedikal ilovalar uchun katta istiqbollarni ochadi.
Nanokavatalarni to'ldirish Chet atomlar, molekulalar, klasterlar, fullerenlar bilan (shu jumladan nanotubalar) nafaqat elementlarning xususiyatlarini o'zgartirish, balki bir o'lchovli kristallar yaratish, prob texnologiyalaridan foydalangan holda yangi elementlarni yaratish uchun ma'lum komponentlarni saqlash va kerakli joyga etkazish imkonini beradi. Ikki o'lchovli va uch o'lchamli nanog'ovak muhitni to'ldirish fotonik kristallarni yaratishga imkon beradi - "ostonasiz" lazerlarning optik kommutatsiya qurilmalari, o'ta sezgir fotodetektorlar uchun asos. Nanotubalarga organik komplekslar va DNKni emlash tibbiyot uchun katta qiziqish uyg'otadi.
Oraliq energiya konvertatsiyasisiz o'ta sezgir sensorlar... Ularni yaratish mumkin, chunki nanoelementlarning mexanik tebranishlarining chastota diapazoni molekulalarning aylanish va tebranish spektrlariga yaqin.
Avtomatik emissiya effektlari zaryad uzatish bilan bog'liq kvant mexanik ta'sirlari bilan bir qatorda, ular bunday nanoelementlarda ortib borayotgan rol o'ynaydi. Misol uchun, nanotubalar uchun maydon emissiya chegaralari an'anaviy elementlarga qaraganda bir necha marta pastroqdir. Bu nanotranzistorlar bilan birlashtirilgan nanolampalar yaratish imkoniyatini ochadi, bu ekstremal sharoitlarda va maxsus sharoitlarda ishlaydigan axborotni qayta ishlash qurilmalari uchun muhimdir.