Раздел 1. НаноматериалыКлассификация и методы получения нанокластеров и наноструктур. Физические химические и технологические особенности различных типов наноструктурированных материалов. Углеродные нанокластеры, наноструктуры, и наноматериалы (нанотрубки, фуллерены, фуллериты, графен). .Форма и структура нанотрубок, методы получения. Свойства нанотрубок Твердотельные нанокластеры и наноструктуры тонкие пленки, Объёмные наноструктурированные материалы для фотоники. Оптические, электронные и магнитные свойства наноструктур. Электропроводимость трехмерных, двумерных и одномерных наноструктур. Намагниченность нанокластеров и наноструктур Самосборка и катализ. Процесс самосборки.монослои. Площадь поверхности наночастиц. Биологические наноструктуры. ДНК как сдублированная нанопроволока. Белки, Мицеллы и везикулы. Принципы разработки наноматериалов с новыми свойствами. Тенденции развития современных наноматериалов для задач фотоники и оптоинформатики. Раздел 2. Нанотехнологии Определение нанотехнологии. Классификации нанотехнологий. Основные представления о современных технологиях синтеза наноматериалов и основные методы диагностики наноматериалов. Методы формирования и исследования наноструктур. Два подхода к изготовлению структур в нанотехнологиях Молекулярно-лучевая эпитаксия, формировании квантовых точек посредством самоорганизации при эпитаксии. Нанолитография, электронно-лучевая литография. Рентгенолитография, ионолитография, импринт- литография. Зондовые нанотехнологии: сканирующая туннельный микроскоп, и атомно-силовая микроскопия. Технологии изготовления оптических волокон. Механическая прочность оптических волокон.
Раздел 3. Применения наноматериалов и нанотехнологий. Устройства с нанокристаллическими материалами в (опто)электронике и фотонике. Оптические наноустройства (светоперестраиваемые диоды) на основе упорядоченных гетероструктур включающих моноразмерные нанокластеры.) Фотонные кристаллы и пористый кремний. Оптические волокна с фотонно-кристаллической структурой. Сенсоры на основе оптических волноводов с фотонно-кристаллической структурой (Волоконные сенсоры). Волоконные лазеры. Периодические доменные структуры (ПДС) в сегнетоэлектрических кристаллах. Наномашины и наноприборы. Микроэлектромеханические (МЭМС) и наноэлектромеханические системы (НЭМС). Перспективы применения наноматериалов, наноструктур и нанотехнологий. Вопросы для подготовки к зачету 1. Что такое нанокластеры. Приведите примеры 2. Дайте определение наноструктуры. Приведите примеры 3. Дайте определение наноматериала. Приведите примеры. 4. Дайте определение нанотехнологии. в узком и широком смыслах. Какие особенности характерны для этой дисциплины. 5. Охарактеризуйте технологию получения наноматериалов «сверху вниз». 6. Охарактеризуйте технологию получения наноматериалов «внизу вверх». 7. Приведите классификацию наноматериалов по геометрической форме и размерности структурных элементов. 8. Что такое гидрофильные и гидрофобные коллоидные кластеры? 9. Какие типы мицелл могут образовываться в растворах с участием ПАВ? 10.Дайте определение везекулы. 11.Каковы различия между кристаллическими модификациями углерода – графитом, алмазом и фуллереном? 12. Какие молекулы фуллерена называются фуллеритами? 13.Расскажите об основные характеристиках графена и его возможных применениях. 14.Углеродные нанотрубки, их характеристики и области применения. 15.Неуглеродные нанотрубки, их характеристики и области применения. 16.Квантовые ямы, их характеристики, получение, применение. 17.Квантовые точки, их характеристики, получение, применение. 18.Квантовые проволоки, их характеристики, получение, применение 19.Какие технологии получения нанопленок вам известны? 20.Процессы самосборки. 21.Биологические наноструктуры. Примеры. 22.В чем состоит технология Ленгмюра–Блоджетт получения нанопленок? 23.Приведите примеры природных нанокристаллов, их практического применения искусственных нанокристаллов. 24.Приведите примеры эффективного применения наноповерхности, почему они обладают феноменом самоочистки? 25.Что такое оптические метаматериалы, каковы области их практического использования? 26.Образование полупроводниковых островков технологией гетероэпитаксии 27.Метод молекулярно-лучевой эпитаксии пленок, его достоинства и недостатки. 28.Метод газофазовой эпитаксии, преимущества и недостатки. 29.Методы нанолитографии получения пленочных структур. 30.Опишите метод рентгенолитографии, преимущества и недостатки. 31.Метод ионолитографии, преимущества и недостатки. 32.Метод сканирующей туннельной микроскопии формирования наноструктур. 33.Метод атомно-силовой микроскопии формирования наноструктур. 34.Приведите примеры применения эволюционной нанотехнологии в технике. 35.Наноэлектромеханические системы. Примеры.
|
