9.4. Кванттық шұңқырлар, кванттық өткізгіштер, кванттық нүктелер

Вакуумдағы физикалық немесе химиялық тұндыруға негізделген жұқа қабықшалардың қалыптасу технологиясын қолдану аз қалыңдықты (бірнеше атомдық қабаттарға дейін) қабыршақты наноқұрылымдар алуға мүмкіндік береді. Қабықшалардың мұндай қалыңдығында тұндыру жазықтығында атомдар тірегіне тұндырылатындардың қозғалғыштығы өте жоғары болуы мүмкін. Беттегі жылдам диффузияның нәтижесінде кейде иондық сәулеленумен қосымша стимулдене отырып наноқұрылымдардың кластерлер түзуге бейімділігі толығымен іске асады. Өлшемі бойынша өте аз жинақталулар жеткілікті айқын кванттық қасиеттерге ие және ғылыми әдебиетте «кванттық шұңқырлар», «кванттық нүктелер» деген ұғымдар қабылданған. Кластерлерді бөліп алу кванттық шұңқырлар немесе нүктелерден реттелген құрылым жасау мүмкіншілігі пайда болатын өзіндік реттелу белгілеріне ие. Мұндай күрделі құрылымды мысалы кванттық нүктелер құрылымдарын өзіндік реттелу орын алатын белсенді материалды тозаңдату процестерін, және неғұрлым инертті материалдардың қабаттарын тозаңдандыру процестерін кезектестіре отырып алуға болады (9.7 сурет).

9.7- сурет - Көрінетін электрондық микроскопия әдісімен алынған GaAs қабаттарының арасында орналасқан InAs қабаттарындағы кванттық нүктелердің көрінісі

Қабыршақты технологиялар наноөткізгіштер немесе наноталшықтар жасауға ғана мүмкіндік бермей, қалыңдықтары және биіктігі бірдей нанотүкшелері реттеліп орналасқан «кілемше-бейнелі» наноқұрылымдар алуға мүмкіндік береді (9.7 сурет). Мұндай құрылымдар сенсорлар, жоғары айыратын экрандар элементтері ретінде қолданыла алады.

9.7 - сурет - Сапфир төсеніштегі GaN-тың беттік қабатының көрінісі.

9.5. Наноматериалдарды қолданатын негізгі салалар және оларға қойылатын шектеулер.

Соңғы жылдардың баспа материалдары бойынша наноматериалдарды қолданатын негізгі саларды бөліп көрсетуге болады (9.8 сурет).

Конструкциялық материалдар. Наноқұрылымдық көлемдік материалдар үлкен тығыздықпен сонымен қатар дәнек өлшеміндей материалдармен салыстырғанда мықтылыққа ие. Сондықтан оларды қазіргі уақытта қолданудың негізгі бағыты – бұл аса төзімді және тозуға төзімді материалдарды алу болуда. Мықтылық қасиеттері кәдімгі күйімен салыстырғанда 2,5-3 есе артатындықтан, ал тұтқырлық әсіресе керамикалық наноматериалдар жағдайында өте елеусіз артады, немесе кемиді. Көміртекті наноталшықтармен және фулерендермен армирленген композиттер соққылы динамикалық әсерлер үшін жеке алғанда брондар мен бронежилеттер үшін перспективті материалдар ретінде қарастырылады.