Нанотехнология жайында

1. «Нано» бірлігі дегеніміз не?
2. Нанотехнология дегеніміз не?
3. Нанотехнологияның пайда болуы
4. Заттың атомдық құрылымы
5. Көлемді материалдардың қасиеттері
6. Наноқұрылымдарды сызықтық өлшемдері бойынша классификациялау
7. Наноқұрылымды материалдарды алу жолдары
8. Көміртектік нанотүтікшелер
9. Наноэлектроника . ақпараттық технологиялардың негізі

Нанотехнология саласы өлшемдері метрдің миллиардтық үлесіне шамалас болатын заттың әртүрлі құрылымдарын зерттейді. Наноқұрылымдық заттар ерекше қасиеттер мен сипаттамаларға ие болады. Егер құрылымның бір өлшемі ғана нанометрге жуық болса, мұндай құрылым кванттық қудық деп аталады. Егер заттың екі өлшемі нанометрге жуық болса, онда ол наносым деп аталады. Наносым мен наноқудықтың электрондық құрылысының айырмашылығы үлкен болады. Кванттық нүкте деп үш өлшемі де нанометрлік болатын құрылымды атайды.
Нанотехнология дегеніміз не?
Бөлек атомдар және молекулалар деңгейінде 1-ден 100 нм дейінгі аралықта заттың құрылысын өзгерту технологиялары мен әдістемелер жиынын нанотехнология деп атайды. Өлшемдері нанометр шамасындағы заттардың қасиеттері макрозаттардың қасиеттерінен әлдеқайда өзгеше болатыны анықталған. Мұндай ерекше қасиеттер наноқұрылымда кванттық эффекттердің басымды болғанына байланысты.
Наноқұрылымды заттарға тән ерекше қасиеттерді пайдалану электроника, материалтану, химия, биология, информациялық технологиялар және тағы да басқа салалар үшін жаңа технологиялық мүмкіндіктер туғызады. Жаңа материалдар мен жаңа әдістемелердің пайда болуы нағыз ғылыми-техникалық революцияға әкеліп соқпақ.
Соңғы онжылдықтағы нанотехнология саласының қарқынды дамуы растрлық туннельдік микроскоптың жасалып, зерттеушілердің оны кеңінен қолдануына байланысты екені анық.

1. Пул-мл. Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии, (Мир материалов и технологий). М.: Техносфера, 2009, -336 с.
2. Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. М.: «Академия», 2005, -192 с.
3. Кобояси Н. Введение в нанотехнологию. М.: БИНОМ. 2005, - 134 с.
4. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006, -592 с. (Синергетика: от прошлого к будущему).

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Нанотехнология
Жоспары
Нано бірлігі дегеніміз не?
Нанотехнология дегеніміз не?
Нанотехнологияның пайда болуы
Заттың атомдық құрылымы
Көлемді материалдардың қасиеттері
Наноқұрылымдарды сызықтық өлшемдері бойынша классификациялау
Наноқұрылымды материалдарды алу жолдары
Көміртектік нанотүтікшелер
Наноэлектроника - ақпараттық технологиялардың негізі

Нано бірлігі дегеніміз не?
Нанотехнология саласы өлшемдері метрдің миллиардтық үлесіне шамалас болатын заттың әртүрлі құрылымдарын зерттейді. Наноқұрылымдық заттар ерекше қасиеттер мен сипаттамаларға ие болады. Егер құрылымның бір өлшемі ғана нанометрге жуық болса, мұндай құрылым кванттық қудық деп аталады. Егер заттың екі өлшемі нанометрге жуық болса, онда ол наносым деп аталады. Наносым мен наноқудықтың электрондық құрылысының айырмашылығы үлкен болады. Кванттық нүкте деп үш өлшемі де нанометрлік болатын құрылымды атайды.
Нанотехнология дегеніміз не?
Бөлек атомдар және молекулалар деңгейінде 1-ден 100 нм дейінгі аралықта заттың құрылысын өзгерту технологиялары мен әдістемелер жиынын нанотехнология деп атайды.
Өлшемдері нанометр шамасындағы заттардың қасиеттері макрозаттардың қасиеттерінен әлдеқайда өзгеше болатыны анықталған. Мұндай ерекше қасиеттер наноқұрылымда кванттық эффекттердің басымды болғанына байланысты.
Наноқұрылымды заттарға тән ерекше қасиеттерді пайдалану электроника, материалтану, химия, биология, информациялық технологиялар және тағы да басқа салалар үшін жаңа технологиялық мүмкіндіктер туғызады. Жаңа материалдар мен жаңа әдістемелердің пайда болуы нағыз ғылыми-техникалық революцияға әкеліп соқпақ.
Нанотехнологияның пайда болуы
Соңғы онжылдықтағы нанотехнология саласының қарқынды дамуы растрлық туннельдік микроскоптың жасалып, зерттеушілердің оны кеңінен қолдануына байланысты екені анық.
Бұл микроскоп ең алғашқы 1986 жылы IBM фирмасының лабораториясында кремний монокристалдарының бетіндегі тегіс-сіздіктерді зерттеу үшін жасалды.
Келесі суретте растрлік тунельдік микроскоптың жұмыс істеу
принципі келтірілген.

Нанотехнологиялардың информациялық технологиялар саласында қолдануы жаңа шалаөткізгіштік құралдар мен есте сақтау құрылғыларын жасауға мүмкіндік береді. Оның нәтижесінде компьютерлердің энергия тұтынуы әлдеқайда азаяды, сипаттамалары көп есе артады

Заттың атомдық құрылымы
Қатты денелердің көптеген қасиеттері олардың сипаттамалық өлшемдеріне тәуелді болады. Көлемді материалдарды қарастырған кезде микроскопиялық бөлшектері орташаланады. Физиканың макромасштабтарга байланысты дәстүрлі аумақтарында - механикада, электромагнетизмде, оптикада миллиметрден километрге дейінгі өлшемдегі үлгілер қарастырылады.
Көлемді материалдардың қасиеттері (мысалы, тығыздық, Юнг модульі, электрлік кедергі, магниттелу, диэлектрлік өтімділік т.б.) орташа сипаттамаларға ие болады. Ал материал наноқұрылыммен сипатталған кезде оның көп қасиеттері өзгереді.
Көптеген қатты денелер реттеліп орналасқан атомдардан тұратын кристалдық құрылымға ие болады. Оларда алыстан реттелу (дальний порядок) болғандықтан бүкіл кристалл бойында реттелу таралады.
Кристалдық тор үш тор параметрімен және олардың арасындағы үш бұрышпен сипатталады:
.
14 Бравэ торы болады, ең төмен симметриялы тор - триклинді тор болып табылады

Ал ең симметриялысы - кубтық тор

осы 14 Бравэ торлары 7 жүйеге бөлінеді. Кубтық жүйеде үш Бравэ торы болады: қарапайым кубтық, ОЦК және ГЦК.
Көптеген металдар ГЦК, ГПУ және ОЦК сияқты тығыз жинақталған торға кристалданады. Ag, Al, Au, Co, Cu, Pb, Pt, Rh және асыл газдар Ne, Ar, Kr, Xe ГЦК торға кристалданады.
Mg, Nd, Os, Re, Ru, Y, Zn - сияқты металдар ГПУ торға кристалданады. Кейбір металдар ОЦК торға кристалданады, ал Cr, Li, Sr сияқты кейбір металдар кристалдану шарттарына байланысты тығыз жинақталған торлардың барлық үш түріне де кристалдануы мүмкін.
ГЦК торда әрбір атомның 12 көршісі болады, сондықан мұндай элементар ұяшықта 13 атом болады. Осылайша мұндай 13 атом ГЦК тор үшін мүмкін болатын нанобөлшектердің ең аз санын құрайды. Сонымен қатар осы атомдардың жазық қырлар арқылы бірігуінен алынатын кубооктаэдр көрсетілген. Суреттің оң жоғарғы бөлігінде орналасқан үш ақ шар жоғарғы қабаттың үш атомына сәйкес келеді, алты қара шар мен көрінбейтін орталық атом ортанғы қабатты құрайды, ал сол жақтағы төменгі шар - төменгі жазықтықтағы көрінбейтін атомдардың біреуі болады. егер бөлшекке тағы бір атомдар қабатын өсіретін болсақ, яғни тағы 42 атом қосатын болсақ, 55 атомнан тұратын бөлшек алынады.
Осындай бөлшекке қабаттар жалғау арқылы атомдарының қосындылық саны N = 1, 13, 55, 147, 309, 561, ..., болатын тағы да үлкен бөлшектер алуға болады. Бұл сандар құрылымдық сиқырлы сандар деп аталады. Егер осы процедураны ГПУ нанобөлшек тұрғызу үшін қолданатын болсақ, сиқырлы сандардың басқа 1, 13, 57, 153, 321, 581, ... қатарын аламыз. Мұндай сиқырлы сандар құрылымдық сандар деп аталады., Оларды көлемді минимизациялап, нанобөлшектердің тығыздықтарын максимизациялау арқылы алады. Бұл сиқырлы сандардың нанобөлшектердің электрондық құрылымына ешқандай байланысы болмайды.
Наноқұрылымдарды сызықтық өлшемдері бойынша классификациялау
Наноқұрылымдардың сызықты өлшемдеріндегі айырмашылықтар оларды нөл-, бір-, екі-, және үшөлшемді (сәйкесінше 0D-, 1D-, 2D-, и 3D-нанобөлшектер) деп бөлуге мумкіндік береді.
Нөл өлшемді наноқұрылымдарға еркін (бос) және орнықты кластерлер, фуллерендер және кванттық нүктелер жатады.
Нанобөлшектердің максималды өлшемі 100 нм, олардың нанобөлшек аталуын олардың өлшемдерімен емес, оларда көлемді фазадан ерекше жаңа қасиеттердің көрініс беруімен байланыстырады. Зат макроөлшемнен наноөлшемге ауысқан кезде оның қасиетері жылдам өзгереді - меншікті беттік энергия артқан сайын оның беттік керілуі, балқу температурасы және құрылымдық ауысу температурасы өзгереді.
Сонымен қатар, құрылымның өзі, оның электрондық сип аттамалары, яғни физика-химиялық қасиеттерінің бүкіл спектрі өзгеруі мүмкін.
Бұдан басқа темплаттық әдістерде нанобөлшектер алынатын өнімнің пішіні мен өлшемін қалыптастыратын қатты заттың бетіне қонады.
Көміртектік емес нанотүтікшелер фото- және электро-люминофорлар, жарық қоздырушы және лазерлік диодтар, ультрашапшаң нанолазерлер ретінде, сонымен қатар оптоэлектрондық құрылғыларда қолданылуы мүмкін.
Нанодисперсиялар немесе коллоидтық бөлшектер дегеніміз заттың ұсақ бөлшектерінің сұйықтағы ерітіндісі болып табылады. Коллоидтық ерітінділерде бөлшектер ыдыстың түбіне тұнбайды немесе өте ұзақ уақытта тұнады. Коллоидтық бөлшектердің заряды болады. Желатин, крахмал, кисель, сияқты заттар, косметика өнімдері коллоидтық бөлшектерден тұрады.
А2В6 шалаөткізгіштердің коллоидтық бөлшектері жарқын люминесценция қасиетіне ие болады және кванттық нүктелер ретінде қолданылады. Металл оксидтері болатын магниттік коллоидтық бөлшектер магниттік гипертермия әдісімен рак ауруларын емдеуде қолданылады. Полистирол мен кремний оксидының сфералық нанобөлшектері фотондық кристалдар алу үшін қолданылады.
Нанокластерлерді техникада кеңінен қолданады, мысалы, органикалық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.