Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2017-12-13 | 221 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Нанотехнологии - что это такое, история развития
Несколько слов о том, что такое нанотехнологии. Нано — это значит миллиардная доля, нанометр — это миллиардная доля метра. Часто любят говорить о том, что вот предыдущие десятилетия проходили под знаком микро — микронные доли метра, микроэлектроника, микротехнологии. Можно сказать, вообще говоря, что прогресс человечества определялся в значительной степени развитием тех или иных производственных технологий. И поэтому у нас существовали каменный период, бронзовый и затем железный период. Время постиндустриальное, информационных технологий часто называют кремниевым периодом. Раньше мы говорили о том, что был век пара, электричества, век атомной энергии, а сейчас мы говорим о наноразмерах. Нанометр — миллиардная доля метра или 10 ангстрем, -это несколько постоянных решеток, несколько расстояний между атомами в кристаллах. Можно восхищаться древними греками, Демокритом, который предложил атомную структуру материи.
Атомы впервые стали видеть в электронных микроскопах. Природа строит все из атомов, и когда специалисты в лабораториях, в промышленности повторяли и развивали те или иные технологические направления, они, в общем, повторяли то, что делал Бог, природа. Можно сказать, что и клетки состоят из наномашины и из таких наномашин, наноустройств устроены и многочисленные живые организмы, и человек, и всё.
Нанотехнология, как технология, - когда мы сами укладываем атом к атому и создаем принципиально новые устройства. Объекты нанотехнологий могут быть трех типов: наночастицы, величина которых по всем трем измерениям не превышает 100 нм; нановолокна, нанотрубки и нанопроволоки, у которых только два размера меньше 100 нм, а третий может быть любым; наноплёнки, у которых только толщина менее 100 нм, а длина и ширина произвольна. Кроме того, к продукции нанотехнологии относят макрообъекты со структурой, созданной путем управляемого манипулирования атомами и молекулами.
|
Этому в общем на самом деле несколько десятилетий — 30-40 лет примерно и, в первую очередь, это стало развиваться в той области, которая называется полупроводниковыми гетероструктурами, за развитие которых я и получил Нобелевскую премию в 2000 году. И здесь был принципиально целый ряд очень важных открытий. Один мой коллега и близкий друг, тоже нобелевский лауреат, Лио Исаки, японский ученый (он тоже много занимался гетероструктурами) как-то сказал замечательные слова, что вот наши кристаллы, гетеростуктуры, это новый вид кристаллов, которые можно назвать men made crystals. Человек, укладывая атом к атому по новым законам, создает кристаллы, материю, которых нет в природе.
И в целом можно сказать, что нанотехнологии, наноиндустрия, наноматериалы — это тот класс материалов, когда принципиально новые возникающие свойства проистекают из тех или иных физических явлений, которые появляются только вследствие малых размеров, изменения структуры материала, не имеющих аналогов в природе. В полупроводниках, в полупроводниковых гетероструктурах появились так называемые квантовые проволоки, квантовые ямы, квантовые точки.
Группа наших сотрудников несколько лет назад получила государственную премию Российской Федерации за исследование и создание структур с квантовыми точками. Эти работы получили и широкое мировое признание, мои ученики (Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов) стали членами-корреспондентами Российской академии наук, получили целый ряд международных премий.
Впервые о нанотехнологиях, выступая в палате представителей США, заявил профессор университета Райса, нобелевский лауреат Ричард Смолли. На самом деле он имел в виду естественную логику развития науки, но намеренно обратил внимание чиновников на этот термин, поскольку, как и все ученые, искал ассигнований на исследования. Он попал в точку и обеспечил будущее, где-то безбедное, а где-то достойное, ученым всего мира. Поскольку нанотехнологии стали idea fix правительств большинства развитых стран.
|
За нанотехнологиями, или кванторазмерными технологиями, несомненно, будущее. И это не обсуждается. И очень хорошо, что наш президент это понимает.
Действительно, это появление принципиально новых возможностей, но наука развивается постепенно, и те изменения, которые происходят революционным образом, появляются на определенных этапах. В области нанотехнологии, наноиндустрии, можно, например, назвать средства диагностики - электронную микроскопию (она была отмечена Нобелевской премией), - это глаз, который видит атомы, а палец, который чувствует их - это туннельная сканирующая микроскопия (швейцарские физики Бинден и Керор получили Нобелевскую премию в 1986 г. за создание туннельных микроскопов).
Примером принципиально новых физических явлений, которые происходят в квантовых гетерострутктурах, является и дробный квантовый Холл-эффект (Нобелевская премия 1998 г.), когда в результате исследований в квантовых ямах было показано, что коллектив электронов — это принципиально новый коллектив, который можно описать, предположив дробный заряд электронов.
Наконец, то, за что была получена Нобелевская премия мной, это полупроводниковые гетероструктуры, периодические гетероструктуры (их предложил в свое время академик Келдыш) гетероструктуры, на основе которых создана масса новых материалов. Сегодня мы умеем специально с помощью технологических методов, которые развиваем уже многие десятилетия буквально укладывать атом к атому и создавать новые материалы и приборы. Например, квантовая точка — это искусственный атом, создаваемый нами в лаборатории, свойствами которого мы можем управлять. На основе нанотехнологий появляется огромное количество принципиально новых приборов в электронике, мы стали говорить о наноэлектронике вместо микроэлектроники, в биотехнологий о новых свойствах материалов и многом другом.
Следует подеркнуть, что сравнение между атомным проектом и программой нанотехнологии не совсем павомерно, потому что атомный проект появился и в Америке, и у нас с вполне определенной целью -для создания атомной бомбы. Ее было необходимо создать, потому что иначе все результаты Второй Мировой войны могли быть ревизованы бы, и мы бы утеряли все преимущества, за которые были заплачены такие огромные жертвы.
|
Что касается нанотехнологии, то это нормальное развитие научных исследований. Здесь, вообще говоря, нельзя рассчитывать на то, что все сразу изменится, нужно заниматься исследованиями в данном направлении, и мы ими занимаемся - в нашей и в других лабораториях.
В нашей стране такие работы ведутся успешно, например, в Сибирском институте полупроводников РАН, в Институте физики твердого тела РАН в Черноголовке, в нашем Физико-техническом институте РАН, в научно-образовательном центре, который работает у нас в Санкт-Петербурге и во многих других лабораториях и центрах. Уровень этих исследований во многих наших группах соответствует лучшему мировому уровню.
|
|
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!