НАНОМАТЕРИАЛЫ .

Скачать презентацию НАНОМАТЕРИАЛЫ  . Скачать презентацию НАНОМАТЕРИАЛЫ .

Глава 6 Наноматериалы.ppt

  • Количество слайдов: 48

>    НАНОМАТЕРИАЛЫ  .  - Материалы:  • Нульмерные - НАНОМАТЕРИАЛЫ . - Материалы: • Нульмерные - квантовые точки, нанокластеры • Одномерные - углеродные нанотрубки, неорганические нанотрубки, нанопроволоки, полимеры • Двумерные - ультратонкие пленки Наноматериалы и Глава 6 Page нанотехнологии

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ   2 Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 2 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  3  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 3 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  4  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 4 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  5  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 5 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  6  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 6 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  7  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 7 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  8  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 8 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  9  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 9 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  10  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 10 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  11  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 11 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  12  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 12 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  13  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 13 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  14  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 14 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  15  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 15 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  16  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 16 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  17  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 17 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  18  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 18 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  19  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 19 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  20  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 20 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ  21  Наноматериалы Наноматериалы КЛАССИЧЕСКИЕ И КВАНТОВЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 21 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ 22   Наноматериалы и нанотехнологии Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ 22 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>  Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (квантовая яма) 23   Наноматериалы и Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (квантовая яма) 23 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (квантовые точки) 24   Наноматериалы Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (квантовые точки) 24 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (квантовые точки)    Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (квантовые точки) Технология формирования индивидуальных квантовых точек в заданных местах подложки Appl. Phys. Lett. , 2001, 78, p. 1367 25 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (нанопроволоки)     Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (нанопроволоки) Наноприборы Ni. Si/Si/Ni. Si. Длина масштабной линейки 20 нм • (a) Схематическое изображение нанопровода Si, пересекающего три нанопровода Si/Si. O 2, которые выполняют функцию маски. После напыления Ni, отжига и удаления нанопроводов Si/Si. O 2 образуется нанопровод с чередующимися областями Ni. Si и Si. • (b) Изображение гетероструктуры Ni. Si/Si/Ni. Si, полученное методом просвечивающей электронной микроскопии. Стрелки указывают на границы раздела Ni. Si/Si. Длина масштабной линейки 10 нм. Вставка: изображение гетероструктуры до удаления маски Si/Si. O 2. Y. Wu et al. , Nature 2004, 430, 61 26 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (нанопроволоки)     Наноматериалы КАК СОЗДАЮТСЯ КВАНТОВЫЕ СТРУКТУРЫ (нанопроволоки) • Формирование Si нанопроволок посредством селективного осаждения Si и Si 3 N 4 Микрофотография (СЭМ) поперечного сечения структуры Appl. Phys. Lett. 2001, 79, p. 494 27 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  ФУЛЛЕРЕНЫ    Структура молекулы С 60:   Наноматериалы ФУЛЛЕРЕНЫ Структура молекулы С 60: a – общий вид; б – структура связей в молекуле фуллерена. 28 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы   ФУЛЛЕРЕНЫ   Заполнение межузлий в решетке фуллерена  С Наноматериалы ФУЛЛЕРЕНЫ Заполнение межузлий в решетке фуллерена С 60 атомами металла: • a – октаэдрических, • б – тетраэдрических, • в – октаэдрических и тетраэдрических 29 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>  Наноматериалы СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВ      Зависимость температуры  Наноматериалы СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ МЕТАЛЛОФУЛЛЕРЕНОВ Зависимость температуры сверхпроводящего фазового перехода фуллеридов А 3 С 60 от постоянной кристаллической решетки 30 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>  Наноматериалы РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ УГЛЕРОДНЫХ НАНОЧАСТИЦ     Различные формы углеродных Наноматериалы РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМЫ УГЛЕРОДНЫХ НАНОЧАСТИЦ Различные формы углеродных наночастиц: • а – нанотруба с закрытыми концами, • б – труба переменного диаметра, • в – луковица, • г – морской еж, • д – бамбук, • е – ожерелье, • ж – веретено, • з – спираль, колено и треножники • Osawa E. , Yoshida M. , Fujita M. // MRS Bull. 1994. Vol. 19, № 11. P. 33 31 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  НАНОТРУБКИ      Схема установки для  Наноматериалы НАНОТРУБКИ Схема установки для получения нанотрубок: • 1 – катод, • 2 – анод, • 3 – слой осадка, содержащего нанотрубки, • 4 – плазма дуги 32 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>    Наноматериалы    НАНОТРУБКИ Идеализированная модель однослойной углеродной нанотрубки Наноматериалы НАНОТРУБКИ Идеализированная модель однослойной углеродной нанотрубки 33 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы     НАНОТРУБКИ   Электронная фотография и Наноматериалы НАНОТРУБКИ Электронная фотография и модель нанотрубки 34 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  НАНОТРУБКИ 35  Наноматериалы и нанотехнологии  Глава 6 Наноматериалы НАНОТРУБКИ 35 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  НАНОТРУБКИ 36  Наноматериалы и нанотехнологии  Глава 6 Наноматериалы НАНОТРУБКИ 36 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  НАНОТРУБКИ 37  Наноматериалы и нанотехнологии  Глава 6 Наноматериалы НАНОТРУБКИ 37 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  НАНОТРУБКИ 38  Наноматериалы и нанотехнологии  Глава 6 Наноматериалы НАНОТРУБКИ 38 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы     НАНОТРУБКИ Модели поперечного сечения многослойных нанотрубок: Наноматериалы НАНОТРУБКИ Модели поперечного сечения многослойных нанотрубок: • а – русская матрешка, • б – свиток 39 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  НАНОТРУБКИ     Схема измерения электрического   Наноматериалы НАНОТРУБКИ Схема измерения электрического сопротивления индивидуальной нанотрубки четырехзондовым методом: • 1 - подложка из оксида кремния, • 2 - золотые контактные площадки, • 3 - вольфрамовые проводящие дорожки, • 4 - углеродная нанотрубка 40 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>   Наноматериалы     ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Семейство кремния и области Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Семейство кремния и области применения материалов на его основе 41 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ       Электролитические ячейки Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Электролитические ячейки для формирования слоев пористого кремния: • а – ячейка вертикального типа • б – двухкамерная ячейка с жидкостным контактом к Si • 1 – фторопластовая ванна, • 2 – кремниевая пластина, • 3 – платиновый электрод, • 4 – уплотнители, • 5 – слой пористого кремния, • 6 – металлический электрод 42 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ     • а – изображение структуры Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ • а – изображение структуры пористого кремния на p-Si, полученное на просвечивающем электронном микроскопе. Размеры пор составляют около 50 нм, а кремниевые нити (темные области) имеют диаметр менее 10 нм • б – электронно-микроскопический снимок структуры макропористого кремния на n-Si. Размеры пор составляют 0, 7– 1, 0 мкм. Темная область внизу – монокристаллический кремний достаточно большого диаметра. Collins R. T. , Fauchet P. M. , Tischler M. A. Porous silicon: Fromluminescence to LEDs // Phys. Today. 1997. Vol. 50. P. 24– 31. 43 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ       Квантовые нити пористого Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Квантовые нити пористого кремния 44 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>    Наноматериалы    ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ • а – регулярная Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ • а – регулярная макропористая структура, используемая для создания интегральных конденсаторов. Выполнен срез образца под углом 45º. Размер прямоугольной рамки в центре – 2 X 3, 5 мкм • б – элемент макропористой матрицы фотонного кристалла. Расстояние между порами 1, 5 мкм Muller F. et al. // Materials of the International Conference “Porous Semiconductors – Science and Technology”, Spain, 1998. P. 118) Properties of Porous Silicon / Ed. L. Canham. DERA: Malvern, UK, 1997. 405 p. 45 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>     Наноматериалы      ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Известные наноструктуры на основе углерода: сферические молекулы C 60 (фуллерены) и нанотрубки (слева). Наноструктуры на основе кремния (справа), предсказанные теоретически : нанотрубки, состоящие только из атомов Si, нестабильны и превращаются в бесформенные кластеры, однако добавление атомов Be внутрь нанотрубок Si делает их стабильными. 46 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

> Наноматериалы  ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ     Самоорганизация    Наноматериалы ПОРИСТЫЙ КРЕМНИЙ Самоорганизация упорядоченного массива наноструктур при осаждении атомов Ве на поверхность Si[111]. Общий вид массива показывает СТМ- изображение (вверху). Внизу слева дано схематическое изображение участка массива, представленного на СТМ-изображении справа. Видно, что массив образован элементами трех типов: “палочками”, “бумерангами” и “пропеллерами”. В правой колонке представлено предполагаемое атомное строение этих элементов. Saranin A. A. , Zotov A. V. , Kotlyar V. G. et al. // Nano Letters. 2004. V. 4. P. 1469 -1473 . 47 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6

>  Наноматериалы ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ 48   Наноматериалы и нанотехнологии Наноматериалы ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ 48 Наноматериалы и нанотехнологии Глава 6