Nanoelektronika materillari. Kvant "nuqtalar" "iplar" va "o'ralar" Nanomateriallar nima?

Mavzu: Nanoelektronika materillari.


Reja:

1. 
   Nanoelektronika materillari.
   
2. 
   Kvant "nuqtalar" "iplar" va "o'ralar"
   
3. 
   Nanomateriallar nima?
   

Nano - o'lchov, nano-fan va texnologiya - bu eng yuqori texnologiyalarni biriga birlashtirgan to'liq tizim. Uning asosiy ma'nosi tabiatni nano-miqyosda tushunish va o'zgartirish va atomlar va molekulalarning to'g'ridan-to'g'ri manipulyatsiyasi va joylashuvi orqali moddalarni yaratishdir. Nanotexnologiya asosan etti jihatni o'z ichiga oladi: nanosistemalar fizikasi, nanokimyo, nanomateriallar, nanobiologiya, nanoelektronika, nanoprotsessiya va nanomekanika.
Nanomateriallar nanotexnologiya sohasidagi eng dinamik va boy ilmiy sohadir. Materiallarni nomlash uchun nanodan foydalanish 1980 yillarga to'g'ri keladi. NanoSIM materiallari nanozarrachalardan tashkil topgan qattiq materiallarga taalluqlidir va nanozarralarning kattaligi ko'pi bilan 100 nanometrdan oshmaydi. Nanomateriallarni tayyorlash va sintez qilish texnologiyasi hozirgi kunda tadqiqotning asosiy yo'nalishi hisoblanadi. Namunalarni sintez qilishda ma'lum yutuqlarga erishilgan bo'lsa-da, ko'p miqdordagi ommaviy namunalar hozirgacha tayyorlanmagan. Shu sababli, nanomateriallarni tayyorlash bo'yicha tadqiqotlar uni qo'llash uchun juda muhimdir. Muhim rol.

Nanotexnologiya nima qila oladi?

Mana, nanotexnologiya yutuqlarni va'da qiladigan bir nechta sohalar:

Dori

Nanosensorlar kasalliklarga erta tashxis qo'yishda taraqqiyotni ta'minlaydi. Bu tiklanish imkoniyatini oshiradi. Biz saraton va boshqa kasalliklarni engishimiz mumkin. Qadimgi saraton preparatlari nafaqat kasal hujayralarni, balki sog'lom hujayralarni ham yo'q qildi. Nanotexnologiyalar yordamida preparat bevosita kasal hujayraga yetkaziladi.
DNK nanotexnologiyalari- DNK molekulalari va nuklein kislotalarning o'ziga xos asoslaridan foydalanish, ular asosida aniq belgilangan tuzilmalarni yaratish. Dori vositalari molekulalarining sanoat sintezi va aniq shakldagi farmakologik preparatlar (bis-peptidlar).
2000 yil boshida nanotexnologiyaning yangi sohasini rivojlantirishga turtki bo'ldi - nano o'lchamdagi zarrachalarni ishlab chiqarish texnologiyasining jadal rivojlanishi. nanoplazmonika. Plazmon tebranishlarini qo'zg'atish orqali elektromagnit nurlanishni metall nanozarrachalar zanjiri bo'ylab uzatish mumkin bo'ldi.

Qurilish

Qurilish konstruksiyalarining nanosensorlari ularning kuchini kuzatib boradi, yaxlitlikka har qanday tahdidlarni aniqlaydi. Nanotexnologiyalar yordamida qurilgan ob'ektlar zamonaviy tuzilmalarga qaraganda besh baravar ko'proq xizmat qilishi mumkin. Uylar aholining ehtiyojlariga moslashadi, yozda salqin, qishda esa issiq bo'ladi.

Energiya

Biz neft va gazga kamroq qaram bo'lamiz. Zamonaviy quyosh panellarining samaradorligi taxminan 20% ni tashkil qiladi. Nanotexnologiyadan foydalangan holda u 2-3 barobar o'sishi mumkin. Uyingizda va devorlarda yupqa nanofilmlar butun uyni energiya bilan ta'minlashi mumkin (agar, albatta, quyosh etarli bo'lsa).

Mashinasozlik

Barcha katta hajmli uskunalar robotlar bilan almashtiriladi - oson boshqariladigan qurilmalar. Ular atomlar va molekulalar darajasida har qanday mexanizmlarni yaratishga qodir bo'ladi. Mashinalarni ishlab chiqarish uchun ishqalanishni kamaytiradigan, qismlarni shikastlanishdan himoya qiladigan va energiyani tejaydigan yangi nanomateriallar qo'llaniladi. Bular nanotexnologiyalar qo'llanilishi mumkin bo'lgan (va bo'ladi!) barcha sohalardan uzoqdir. Olimlarning fikricha, nanotexnologiyaning paydo bo‘lishi XXI asrda dunyoni tubdan o‘zgartiradigan yangi ilmiy-texnik inqilobning boshlanishi hisoblanadi. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, nanotexnologiyalar haqiqiy amaliyotga juda tez kirmaydi. Ko'pgina qurilmalar (asosan elektronika) "nano" bilan ishlamaydi. Bu qisman nanotexnologiyaning yuqori narxi va nanotexnologiya mahsulotlarining unchalik yuqori emasligi bilan bog'liq.
Ehtimol, yaqin kelajakda nanotexnologiyalar yordamida bugungi kunning avtomatlashtirilgan, ammo boshqarish qiyin va katta hajmli uskunalarini muvaffaqiyatli almashtiradigan yuqori texnologiyali, mobil, oson boshqariladigan qurilmalar yaratiladi. Shunday qilib, masalan, vaqt o'tishi bilan kompyuter tomonidan boshqariladigan biorobotlar hozirgi katta hajmli nasos stantsiyalarining funktsiyalarini bajara oladi.

• 
  DNK kompyuter- DNK molekulalarining hisoblash imkoniyatlaridan foydalanadigan hisoblash tizimi. Biomolekulyar hisoblash - bu DNK yoki RNK bilan bog'liq bo'lgan turli xil texnikalarning umumiy nomi. DNK hisoblashda ma'lumotlar nol va birlar ko'rinishida emas, balki DNK spirali asosida qurilgan molekulyar struktura shaklida ifodalanadi. Ma'lumotlarni o'qish, nusxalash va boshqarish uchun dasturiy ta'minotning rolini maxsus fermentlar bajaradi.
  
• 
  Atom kuch mikroskopi Konsol ignasi (zond) o'rganilayotgan namuna yuzasi bilan o'zaro ta'siriga asoslangan yuqori aniqlikdagi skanerlash zond mikroskopi. Skanerli tunnel mikroskopidan (STM) farqli o'laroq, u o'tkazuvchan va o'tkazmaydigan sirtlarni hatto suyuq qatlam orqali ham tekshira oladi, bu esa organik molekulalar (DNK) bilan ishlash imkonini beradi. Atom kuch mikroskopining fazoviy o'lchamlari konsolning o'lchamiga va uning uchining egriligiga bog'liq. Ruxsat gorizontal ravishda atom darajasiga etadi va vertikal ravishda sezilarli darajada oshadi.
  
• 
  Antenna osilatori- 2005 yil 9 fevralda Boston universiteti laboratoriyasida taxminan 1 mikron o'lchamdagi osilator antennasi olindi. Ushbu qurilma 5000 million atomga ega va 1,49 gigagerts chastotasida tebranishga qodir, bu esa u bilan katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi.