Нанотехнология негіздері оқу құралы Алматы
жүктеу/скачать 3,32 Mb.
|
treatise34956
- Бұл бет үшін навигация:
- 3 Наноқұрылымды материалдарды алу әдістері 3.1 Нысандарды «жоғарыдан– төменге» және «төменнен – жоғарыға» принциптері бойынша жасау
| Бақылау сұрақтары
Кванттық физикада қандай заттардың құрылысын, қасиеттерін түсіндіреді? Мысал келтір. Классиклық механика деген не? Материалтанудың физикалық аспектілерін ата? Әрбіреуіне тоқтал. Гейзенбергтің анықталмағандық принципі? Мысал келтір. Классикалық физиканың негізгі түрлері? Бор постулаттарын тұжырымда? де-Бройль толқындары? Теңдеуі? Шредингер теңдеуі? Энергияның квантталуы дегеніміз не? 10) Сәйкестік принципі деген не? 3 Наноқұрылымды материалдарды алу әдістері 3.1 Нысандарды «жоғарыдан– төменге» және «төменнен – жоғарыға» принциптері бойынша жасау Наноқұрылымдар мен наноматериалдарды жасаудың және заттарды өңдеудің әртүрлі амалдарының 2 принципиальды түрі бар. Бұл амалдарды шартты түрде «жоғарыдан– төменге» және «төменнен – жоғарыға» технологиялары деп атау қабылданған. «Жоғарыдан– төменге» амалы физикалық денелердің өлшемдерінің механикалық немесе басқа да өңдеу жолымен нысандарды ультрамикроскопиялық, нанометрлік параметрлеріне дейін кішірейтуге негізделген. Қарапайым мысал ретінде кейбір жартылай өткізгішті жабдықтарды көрсетуге болады, олардың құрылымдары фотолитографиялық қайта өңдеумен жасалынады. Фотолитографиялауда жартылай өткізгішті дайындамалар лазер сәулесімен өңделеді, бұл оларда алдынала жоспарланған сұлбаның конфигурасын алуға мүмкіндік береді. Ажырату қабілеттілігі (дайындалатын сұлба элементтерінің минимальды өлшемдері) бұл кезде лазерлік сәулеленудің толқын ұзындығымен анықталады. Қазіргі кезде сәулеленудің мұндай ең қысқа ұзындығы микроөңдеуді 100 нм-ге дейін жеткізуге мүмкіндік береді, бірақ та бұл технологияның күрделі және қымбат жабдықтарды қажет ететінін, соның салдарынан ол үлкен көлемдегі эффектті өндірісті ұйымдастыруға жарамсыз екенін айта кеткен жөн. 3.1 cурет. Амалдардың мысалдары: жартылай өткізгіш техникасының литографиясы «Жоғарыдан–төменге» технологияның идеясы жасалынатын құрастырудың конструкциясы тікелей «төменгі тәртіп»элементтері арқылы (атомдардан, молекулалардан, биологиялық клеткалардың құрылымдық фрагменттерінен және т. б.) іскеасырылады. Бұл амал үйреншікті миниатюризациялау әдісіне салыстырғанда «қарама-қарсы» амал деп есептеуге болады. «Жоғарыдан– төменге» амалдың мысалы ретінде атомдарды кристалдың бетіне сканирлейтiн туннелдi микроскоп немесе басқа да осыларға ұқсас түрдегі құрылғылар көмегiмен жеке-жеке қоюды қарастыруға болады. Әдіс тек ғана атомдарды бір-бірінің үстіне қою ғана емес, сонымен бірге атомдар қабатын қоюға мүмкіндік туғызады. Әріне, қазіргі уақытта баяндалған амал (тәсіл) өте төмен тиімділікпен және өнімділігімен сипатталады, дегенмен оның келешегі зор деп саналады. 3.2 cурет. Амалдардың мысалдары: беттiк элементтерді өңдеу және сканирлейтiн туннелдi микроскоп көмегiмен құрастыру Тірі организмде биологиялық клеткалар бөлінулер нәтижесінде пайда болады. Ұсынылып отырған амалдың көзқарас тұрғысынан қандай дәрежеде және атамдар «өздігінен» айтарлықтай күрделі заттарға және материалдарға бірігетіні өте қызық. Жалпы айтқанда, «төменнен -жоғары» құрастыру (өздігінен бірігу) ол кеңінен таралған құбылыс болып табылады. Атомдар мен молекулалардың әртүрлі өзара әсерлесулері бастапқы гомогендік араласпалардан жоғары тәртіптегі күйлердің пайда болуына алып келетіндігі бізге белгілі. Солардың анық мысалдары тірі организмдердің, басқа организмдердің «өлі» клеткаларын сiңiруі және олардың жаңа тірі клеткаларға айландыруы. Қазіргі кезді тірі организмдерде нанотүтікше, нанокристаллиттер ж.т.б. түрінде клеткалық құрылымдар бола алады.Молекулярлық химия үшін бірігу процесстері өздігінен«жоғардан - төменге» қарай жүре алмайды. Биологиялық терілерді жинау және құрастырулуы атомдық - молекулалық деңгейлерде болады, және де тірі организмде оларды жоғары тиiмдiлiкпен жүзеге асырады. Бұл бiздiң жеткiлiксiз техникалық шеберлігімізді бiлдiредi және мұндай қиыншылықтарды жеңуге болады. жүктеу/скачать 3,32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|