Презентация МИОО лекция 1 а

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Методика формирования представлений учащихся о нанотехнологиях в общеобразовательной школе

ЛЕКЦИЯ 2 СКАНИРУЮЩИЕ МИКРОСКОПЫ, СТМ и АСМ

Супрамолекулярные структуры, супрамолекулярная химия Термин введен в 1978 г. выдающимся французским химиком, лауреатом Нобелевской премии 1987 г. Ж. -М. Леном и определен им как “химия за пределами молекулы, описывающая сложные образования, которые являются результатом ассоциации двух (или более) химических частиц, связанных вместе межмолекулярными силами”. Развитие супрамолекулярной химии в значительной степени обусловлено ее междисциплинарным характером (органическая и координационная химия, физическая химия, биология, физика конденсированного состояния, микроэлектроники и др. )

Пример супрамолекулярной структуры по Ж. -М. Лену

Супрамолекулярные системы Иерархия выстраивается так: атомы — молекулы — супрамолекулярные системы — биологические системы. Супрамолекулярные системы — это мост между неживой и живой материей.

Партитуру химии надо не просто исполнить, ее надо сочинить! Жан-Мари Лен

Три основных условия для возникновения и бурного развития новой научной дисциплины « Во-первых, необходимо признание новой парадигмы, показывающей значение разрозненных и на первый взгляд не связанных наблюдений, данных, результатов и объединяющей их в единое когерентное целое. Во-вторых, нужны инструменты для изучения объектов данной области… В-третьих, необходима готовность научного сообщества воспринять новую парадигму так, чтобы новая дисциплина могла найти отклик не только среди занимающихся непосредственно ею специалистов, но и в близких (и не очень близких) областях науки» .

Создатели сканирующего туннельного микроскопа Г. Ререр и Г. Биннинг Рис. 4.

СХЕМА ТУННЕЛЬНОГО ПЕРЕХОДА а – пример перехода через потенциальный барьер классической частицы; б – схема туннельного перехода

Нобелевские лауреаты по физике 1973 г. Лео Исааки Ивар Глейвер

Схема работы СТМ

Режим постоянного тока

Режим постоянной высоты

Реконструкция поверхности кремния (Г. Биннинг и Г. Ререр).

СХЕМА РАБОТЫ АСМ ( AFM )

Схема фиксации отклонения кантелевера [1]

Режимы работы АСМ [1]

Фильм №

Кишечная палочка (АСМ)

Атомный силовой микроскоп производства НТ — МДТ (Зеленоград)

NT — MDT ИНТЕГРА Прима — многофункциональный прибор для решения наиболее типовых задач в области c канирующей зондовой микроскопии. В возможности прибора входит более 40 измерительных методик, возможно проведение измерений в различных средах — на воздухе, в контролируемой атмосфере, в жидкости.

Электронно-микроскопические снимки кремниевых кантилеверов

Тестовые структуры для зондов

«ЗАГОН ДЛЯ СКОТА»

«ШЕПОТ АТОМА»

Название фирмы (IBM) , написанное 35-ю атомами ксенона на кристалле никеля с помощью СТМ

Магнитные домены ( АСМ, [NT-MDT])

Взвешивание вирусов, ДНК и других фемтограммных объектов на кантилеверах [PNG]

[PNG]

Ближнепольный оптический микроскоп И дея была высказана задолго до появления соответствующих технических возможностей (1928 год, E. H. Syngh). Но в 1972 г. Эш реализовал ее в более доступном варианте микроволн, а в 1982 г. Дитер Поль создал первый ближнепольный сканирующий оптический микроскоп (БСОМ) – всего на год позже создания СТМ. Однако уникальные возможности БСОМ (или БОМ) получили признание только в начале 90-х годо в

Ближнепольный оптический микроскоп

Зонд БОМ

Изображение квантовых точек в АСМ и в БОМ

Сейчас все большую роль в применении АСМ играет технологическое воздействие на поверхность для создания элементов наноэлектроники, запоминающих устройств с терабитным объемом памяти

C помощью АСМ на пленке титана скопирован петроглиф племени Навахо (С. Лемешко, NT-MDT)

« Millipede » ( «Многоножка» ) – пример многозондового воздействия

Фильмы № 2,

ЛИТЕРАТУРА 1. В. Л. Миронов, Основы сканирующей зондовой микроскопии, М. , Техносфера, 2005г. , 144 стр. 2. В. К. Неволин, Зондовые нанотехнологии в электронике, М. , Техносфера, 2005г. , 152 стр. 3. Дмитрий Щеглов, Атомно-силовая микроскопия ( INTERNET — лекция), http: //www. nsu. ru/psj/departments/semic/newsheglov/1. html 4. В. А. Быков, Разработка и освоение производства приборов и оборудования для нанотехнологии, журнал «Российские нанотехнологии» , 2007 г. , т. 2, № 1-2, стр. 32-36 5. Либенсон М. Н. Преодоление дифракционного предела в оптике. //Соросовский образовательный журнал, 2000, Т. 6, № 3, С. 99-104.

КОНЕЦ ЛЕКЦИИ 1-a