Введение в физику нанотехнологий презентация

Введение в физику нанотехнологий Профессор, заведующий кафедрой теоретической физики, заведующий лабораторией теоретической и прикладной нанотехнологии МГОУ доктор технических наук Виктор Васильевич БЕЛЯЕВ

В.В. Беляев МФТИ в 1974 г. К.ф.-м.н. 1980. Д.т.н. 1996. Места работы: 2009-н.в.– МГОУ 2007-2009 – РНЦ «Курчатовский институт», Руководитель Агентства по биомедицинским технологиям и ядерной медицине 2005-2007 – Исследовательский центр «Самсунг», Начальник лаборатории дисплейных технологий, главный инженер. 1986-2005 – ЦНИИ «Комета», вед.н.с. 1973-1986 – НИИ органических полупродуктов и красителей, м.н.с.

Научные общества: Российское отделение Международного дисплейного общества - Society for Information Display (SID) 2001-2007 – директор Н.в. – почетный директор, первый заместитель председателя, член Комитета по долгосрочному планированию. Жидкокристаллическое общество «Содружество» - член Правления Член Международного Жидкокристаллического общества (ILCS) и Общества оптического приборостроения (SPIE) Организатор мероприятий SID в России, СНГ, США

Что такое нано? Нано – это маленькое

Нано – это большое? Наноразмерные объекты не полностью относятся к микрокосму

Нанонаука – междисциплинарная наука (физика, химия, биология) Основа нанонауки – мезоскопическая физика «Мезо» отражает факт, что размер исследуемых систем – между микроскопическим (атомы) и макроскопическим масштабами.

Определение нанотехнологий Согласно широкому определению нанотехнология есть совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба. Согласно узкому определению (Э. Дрекслер) нанотехнология есть конструирование вещества методом снизу вверх, с использованием нанороботов.

Размеры объектов макро-, микро- и наномира

Масштабирование (размеры)

Масштабирование (силы)

Подобие и характеристические числа

Различие биологических и технических систем

Физическая шкала наноразмера Классическая длина – средний путь свободного пробега электрона le Квантовая длина – де-Бройлевская длина электрона с энергией Ферми Шкала относится к квантованию размера – квантовые пленки, проволоки, точки…

Другая важная шкала Длина фазовой когерентности – lφ Шкала определяется кулоновским взаимодействием и зависит от емкости прибора С Определяет одно-электронное туннелирование Взаимодействие двух шкал приводит к различным явлениям переноса в наносистемах

Базовая классификация явлений переноса

Учебно-научная лаборатория теоретической и прикладной нанотехнологии (УНЛ Нано)

Планируемые объекты исследований А) Дисперсные и анизотропные среды – дисперсии, эмульсии, жидкости с характерным размером молекулярной структуры в нанометровом диапазоне, включая молекулярные жидкости, жидкие кристаллы, биологические объекты, феррожидкости, коллоиды и др. Б) Полимеры и композитные материалы на основе полимеров

Планируемые установки План к.102 корпуса 2 Установка для исследования диэлектрических свойств дисперсных и анизотропных сред при атмосферном и повышенном (до 160 МПа) давлений в широком диапазоне частот Установка для исследования акустических свойств дисперсных и анизотропных сред при атмосферном и повышенном (до 160 МПа) давлений в широком диапазоне частот Установка для исследования дисперсных и анизотропных сред с помощью микроскопа Установка для исследования физико-химических свойств жидкокристаллических веществ и материалов Установка для исследования оптических свойств полимеров Установка для приготовления образцов

Двумерный электронный газ (2DEG) Структура металл-окисл-полупроводник (МОП) 2DEG формируется на границе раздела (interface) полупроводник-изолятор

Полупроводниковые гетероструктуры Треугольная яма образуется при непрерывных краях зон

Графен Графен – плоский слой толщиной в один атом из атомов углерода (sp2-гибридизация), плотно упакованных в сотовую кристаллическую решетку решетка для гриля). Это самый прочный известный материал. Название GRAPHITE + ENE.Графит состоит из слоев графена, уложенных друг на друга.