Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям
Наномасштабные материалы и сборка
жүктеу/скачать 12,63 Mb. Pdf көрінісі
|
Nanomateriali i nanotehnologii bak
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.14.9. Наноматериалы для информационных технологий
| 3.14.8. Наномасштабные материалы и сборка
Поликристаллические материалы становятся тверже при уменьшении размеров (мкм) отдельных кристаллических зерен (эффект Холла-Петча). Это связано с затруднением перемещения атомов в результате увеличения границ зерен, которое является основным механизмом деформации. При достижении зернами размера 100 нм в диаметре действует новый механизм увеличения прочности: зерна слишком малы даже для возникновения перемещений. Наномасштабный размер зерен в керамике может вызвать увеличение пластичности, связанное со скольжением на границах зерен, между которыми образуется жидкость, служащая смазкой. Длина волны, которую испускают полупроводники, может быть изменена путем изменения размера частиц. Созданы светодиоды с излучающим 184 элементом в виде тонной пленки частиц селенида кадмия толщиной несколько нанометров. Конструирование материалов с заданным набором значений энергии и оптическим спектром является основным направлением развития для нанофотоники. На рис. 3.49 показана самоорганизующиеся квантовые точки, которые образуются путем осаждения составляющих их элементов из паровой фазы на поверхность подложки. Рис. 3.49. Группа самоорганизованных квантовых точек, образованных путем химического осаждения в паровой фазе на поверхности. [8] 3.14.9. Наноматериалы для информационных технологий Полностью оптический компьютер создан в единичных экземплярах в настоящее время. В 1990 г. Алан Хуан из Белл-лаборатории создал макет оптического компьютера (Digital Optical Compyte, DOC). Коммерческие оптические процессоры выпускала фирма EnLight 2.56-1. Ядро процессора работает на оптических технологиях, вход и выход на электронных технологиях. Быстродействие 12 8 10 опер/сек, 15 видеоканалов, стандарта HDTV. Эти процессоры открывают новое направление в голографии 3D телевидения. Основные элементы оптических процессоров с переносом изображения – линза, зеркало, оптический транспарант (транспарант – прозрачная пластина, на которой каким-либо способом нанесено изображение, представляющее собой пространственное распределение коэффициента поглощения, коэффициента 185 преломления (или толщины) или же того и другого одновременно) и слой пространства. В настоящее время к ним добавились волновые элементы, а также лазеры, полупроводниковые многоэлементные фотоприемники, нелинейные оптические среды, разного рода дефлекторы и светоклапанные устройства. Основным «фотонным материалом» является арсенид галлия в отличие от кремния, который можно назвать «электронным материалом». Однако его период отличается от периода кристаллической решетки кремния. Созданы галлий-нитридные лазеры синего и фиолетового света, УФ - диапазона. Разрабатываются фотонные интегрированные схемы, в которых вся обработка проводится на основе световых сигналов. Такие сигналы могут переноситься световодами, впаянными в микросхему. Для коммутации световых сигналов можно использовать нелинейные оптические эффекты. Для передачи светового сигнала можно использовать трехмерные фотонные кристаллы. Структура фотонного кристалла не должна поглощать свет нужной длины волны. Полная фотонная энергетическая щель («совершенная оптическая изоляция») требует большого различия по показателю преломления между элементами структуры и окружающей средой. Примером является селеновое стекло, заключенное в коллоидный кристалл диоксида кремния, который затем вымывается. Образуется ближнее-инфракрасный фотонный кристалл. Активно развивается гибрид электронных и фотонных технологий – оптоэлектроника. жүктеу/скачать 12,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|