Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Теоретический материал  по дисциплине

“Наноэлектронные технологии и наноматериалы”

 

ВВЕДЕНИЕ  

В нанотехнологии функциональные элементы и их комбинации создают- ся не так, как в микроэлектронной технологии, поскольку технологическая це- почка использует присущую молекулам и атомам «склонность» к образованию определенных структур атомарных размеров. Нанотехнология синтезирует элементы путем упорядоченной «сборки» конструкций из отдельных атомов, доводя до минимума количество вещества, необходимого для формирования элемента с заданными функциями. Чтобы овладеть технологией изготовления наноструктур, необходимо оперировать размерами, сравнимыми с расстоянием между атомами, т.е. в нанометровом диапазоне, что в 1000 раз меньше разме- ров, привычных для современной микроэлектроники.

Возможность формировать наноразмерные структуры появилась с разви- тием традиционных методов изготовления полупроводниковых приборов, и в первую очередь, таких, как химическое осаждение из газовой фазы, молекуляр- но-лучевая эпитаксия и электронно-лучевая литография. Кроме того, реальные возможности создания твердотельных наноструктур значительно расширились с применением сканирующих точечных зондов и саморегулирующихся процес- сов. При этом нанотехнологические приемы постоянно совершенствуются, по- являются все новые и новые методы.

В этой части основной акцент сделан на нанотехнологические методы, уже прошедшие достаточно широкое экспериментальное опробование. Показа- ны и некоторые «экзотические» подходы, поскольку кажущиеся сегодня «экзо- тическими» новые предложения исследователей по мере совершенствования завтра вполне могут превратиться в коммерческие.

                                              

 

            Наноматериалы можно разделить на четыре основные категории:

Первая категория включает материалы в виде твердых тел, размеры которых в одном, двух или трех пространственных координатах не превышают 100 нм. К таким материалам можно отнести наноразмерные частицы (нанопорошки), нанопроволоки и нановолокна., очень тонкие пленки (толщиной менее 100 нм), нанотрубки и т.п... Такие материалы могут содержать от одного структурного элемента или кристаллита (для частиц порошка) до нескольких их слоев (для пленки). В связи с этим первую категорию можно классифицировать как наноматериалы с малым числом структурных элементов или наноматериалы в виде наноизделий

Вторая категория включает в себя материалы в виде малоразмерных изделий с характеризующим размером в примерном диапазоне 1 мкм…1 мм. Обычно это проволоки, ленты, фольги. Такие материалы содержат уже значительное число структурных элементов и их можно классифицировать как наноматериалов с большим числом структурных элементов (кристаллитов) или наноматериалы в виде микроизделий.

Третья категория представляет собой массивные (или иначе объемные) наноматериалы с размерами изделий из них в макродиапазоне (более нескольких мм). Такие материалы состоят из очень большого числа наноразмерных элементов (кристаллитов) и фактически являются поликристаллическими материалами с размером зерна 1…100 нм. В свою очередь третью категорию наноматериалов можно разделить на два класса..

В первый класс входят однофазные материалы (в соответствие с терминологией микроструктурно однородные материалы), структура и/или химический состав которых изменяется по объему материала только на атомном уровне. Их структура, как правило, находится в состоянии далеком от равновесия. К таким материалам относятся, например, стекла, гели, пересыщенные твердые растворы. Ко второму классу можно отнести микроструктурно неоднородные материалы, которые состоят из наноразмерных элементов (кристаллитов, блоков) с различной структурой и/или составом. Это многофазные материалы, например, на основе сложных металлических сплавов.

Вторая и третья категории наноматериалов подпадают под более узкие определения нанокристаллических или нанофазных материалов.

К четвертой категории относятся композиционные материалы, содержащие в своем составе компоненты из наноматериалов. При этом в качестве компонентов могут выступать наноматериалы, отнесенные к первой категории (композиты с наночастицами и/или нановолокнами, изделия с измененным ионной имплантацией поверхностным слоем или тонкой пленкой) и второй категории (например, композиты упрочненные волокнами и/или частицами с наноструктурой, материалы с модифицированным наноструктурным поверхностным слоем или покрытием). Можно выделить также композиционные материалы со сложным использованием нанокомпонентов.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...