- •В. И. Смирнов
- •В. И. Смирнов
- •Оглавление
- •Введение
- •Глава 1 физические основы нанотехнологий
- •1.1. История развития и основные направления нанотехнологий
- •Общие сведения о нанотехнологиях
- •Предыстория и первые шаги нанотехнологий
- •Современные приложения нанотехнологий
- •1.2. Квантово-размерные наноструктуры
- •1.2.1. Квантово-размерные эффекты в наноструктурах Квантование энергии в низкоразмерных структурах
- •1.2.2. Способы формирования квантово-размерных структур
- •1.3. Инструментарий нанотехнологий
- •1.3.1. История создания сканирующего туннельного микроскопа (стм)
- •1.3.2. Сканирующая туннельная микроскопия
- •1.3.3. Атомно-силовая микроскопия
- •1.3.4. Магнито-силовая микроскопия
- •1.3.5. Электро-силовая микроскопия
- •1.3.6. Ближнепольная сканирующая оптическая микроскопия
- •1.3.7. Сканирующая зондовая литография
В. И. Смирнов
НАНОТЕХНОЛОГИИ
Электронное учебное пособие
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В. И. Смирнов
НАНОТЕХНОЛОГИИ
Электронное учебное пособие
для студентов, обучающихся в магистратуре по направлению 11.04.03 –
«Конструирование и технология электронных средств»
Ульяновск
УлГТУ
2015
УДК 621.38 (075)
ББК 32.965 я 7
С 50
Рецензенты: Ульяновский филиал Института радиотехники и электроники
им. В.А. Котельникова РАН (директор д-р. техн. наук В. А. Сергеев);
заведующий кафедрой «Приборостроение» Пензенского государственного университета, д-р. техн. наук, профессор В. А. Васильев
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве электронного учебного пособия
Смирнов В. И.
С 50 Нанотехнологии: Электронное учебное пособие. - Ульяновск: УлГТУ, 2015.- ххх с.
ISBN 5-89146-300-0
Изложены физические основы нанотехнологий и их применение в промышленности и энергетике. Особое внимание уделено технологическим аспектам получения наноматериалов, их свойствам и конструктивным особенностям элементов наноэлектроники, нанофотоники и микросистемотехники.
Пособие снабжено большим количеством рисунков и цветных фотографий, что облегчает преподавание дисциплины с активным привлечением мультимедийных средств.
Пособие предназначено для магистрантов, обучающихся по направлению 11.04.03 – «Конструирование и технология электронных средств» и программе подготовки – «Элементы и устройства электронно-вычислительных средств».
УДК 621.38 (075)
ББК 32.965 я 7
В. И. Смирнов, 2015
ISBN 5-89146-300-0 Оформление. УлГТУ, 2015
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………......... |
|
ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ…….…… |
|
1.1. История развития и основные направления нанотехнологий |
|
1.2. Квантово-размерные наноструктуры …… |
|
1.2.1. Квантово-размерные эффекты в наноструктурах 1.2.2. Способы формирования квантово-размерных структур |
|
1.3. Инструментарий нанотехнологий……………….……….. |
|
1.3.1. История создания сканирующего туннельного микроскопа |
|
1.3.2. Сканирующая туннельная микроскопия …….…… |
|
1.3.3. Атомно-силовая микроскопия |
|
1.3.4. Магнито-силовая микроскопия …………. |
|
1.3.5. Электро-силовая микроскопия |
|
1.3.6. Ближнепольная сканирующая оптическая микроскопия |
|
1.3.7. Сканирующая зондовая литография |
|
ГЛАВА 2. НАНОМАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ |
|
2.1. Классификация наноматериалов и их особые свойства ……..…… |
|
2.2. Углеродные наноматериалы |
|
2.2.1. Аллотропные модификации углерода ……………… |
|
2.2.2. Фуллерены …………………………………………….. |
|
2.2.3. Углеродные нанотрубки …………………………………… |
|
2.2.4. Графен ……………………………………………….. |
|
2.2.5. Производные графена ……………………………. |
|
2.2.6. Графеноподобные наноматериалы |
|
2.3. Аморфные и нанокристаллические материалы |
|
2.4. Композиционные наноматериалы |
|
2.5. Пористый кремний |
|
2.6. Технологии получения наноматериалов |
|
ГЛАВА 3. НАНОТЕХНОЛОГИИ В ПРМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКЕ |
|
3.1. Наноэлектроника |
|
3.1.1. Кремниевая наноэлектроника |
|
3.1.2. Углеродная наноэлектроника |
|
3.1.3. Одноэлектроника |
|
3.1.4. Молекулярная электроника |
|
3.1.5. Спинтроника |
|
3.2. Нанофотоника ………………………... |
|
3.2.1. Светоизлучающие приборы и структуры |
|
3.2.2. Полупроводниковые фотоприемники |
|
3.2.3. Фотонные кристаллы |
|
3.3. Нанотехнологии в энергетике ……….………. |
|
3.3.1. Водородная энергетика |
|
3.3.2. Солнечная энергетика |
|
3.3.3. Накопители электроэнергии. Ионисторы |
|
3.4. Микроэлектромеханические и наноэлектромеханические системы |
|
3.4.1. Микроэлектромеханические системы |
|
3.4.2. Наноэлектромеханические системы |
|
список ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………….……………. |
|