В учебном пособии представлена современная научная информация о достижениях нанотехнологий в области инструментария и материаловедения. Приводится систематизация материалов нанотехнологий и технологий их получения. Достаточно подробно описываются принципы работы атомно-силового и электронного микроскопов, а также их технические особенности. Описаны основные квантовые эффекты, которые находят свое применение в нанотехнологиях.
Кроме этого большое внимание уделяется вопросам будущего применения нанотехнологий в быту и технике. В последних вопросах освещаются достижения российской науки и техники, а также вопросы создания собственного нанотехнологического производства.
Author(s): Нагорнов Ю.С.
Publisher: ТГУ
Year: 2012
Language: Russian
Tags: Специальные дисциплины;Наноматериалы и нанотехнологии;
Вопрос 1. Почему автор решил писать эту книгу? 6
Вопрос 2. Когда возникли нанотехнологии? 6
Вопрос 3. Что означает приставка «нано»? 7
Вопрос 4. Что означает термин «нанотехнологии»? 7
Вопрос 5. Что такое «квантовая» физика? 8
Вопрос 6. Что такое квантовая точка, яма, нить? 8
Вопрос 7. Что такое фотон? 9
Вопрос 8. Что такое волна де Бройля? 10
Вопрос 9. Что такое корпускулярно-волновой дуализм? 11
Вопрос 10. Что такое волновая функция? 11
Вопрос 11. Что такое принцип неопределенности Гейзенберга? 12
Вопрос 12. Что такое атом по Бору? 13
Вопрос 13. Что такое энергия электрона в атоме? 14
Вопрос 14. Что такое принцип Паули? 15
Вопрос 15. Как возникают энергетические зоны в кристаллах? 15
Вопрос 16. Что такое валентная зона и зона проводимости? 17
Вопрос 17. Как отличаются энергетические зоны у диэлектриков, металлов и полупроводников? 17
Вопрос 18. Как проводит ток полупроводник? 18
Вопрос 19. Что такое потенциальная яма? 19
Вопрос 20. Почему энергия в потенциальной яме квантуется? 20
Вопрос 21. Что такое потенциальный барьер? 21
Вопрос 22. Что такое туннелирование? 22
Вопрос 23. Как создать потенциальный барьер и яму? 24
Вопрос 24. Что такое «эффект бабочки»? 24
Вопрос 25. Какие наноматериалы существуют? 25
Вопрос 26. Что такое наночастицы? 26
Вопрос 27. Что такое фуллерен? 27
Вопрос 28. Что такое нанотрубки? 27
Вопрос 29. Что такое нанопористые вещества? 28
Вопрос 30. Что такое нанодисперсии? 29
Вопрос 31. Что такое наноструктурированные поверхности и пленки? 29
Вопрос 32. Что такое гетероструктура? 30
Вопрос 33. Какие технологии существуют для создания наноматериалов и наноструктур? 30
Вопрос 34. Что такое эпитаксия? 31
Вопрос 35. Что такое литография? 32
Вопрос 36. Какие наноматериалы самые перспективные? 32
Вопрос 37. Какие углеродные материалы существуют? 33
Вопрос 38. Как получают углеродные нанотрубки и родственные материалы? 37
Вопрос 39. Каков механизм роста углеродных нанотрубок? 37
Вопрос 40. Как будут применяться углеродные нанотрубки? 39
Вопрос 41. Как передвигаются многостенные углеродные нанотрубки? 41
Вопрос 42. Как в химии могут применяться углеродные нанотрубки? 42
Вопрос 43. Могут ли углеродные нанотрубки проводить ток? 43
Вопрос 44. Как использовать высокую проводимость углеродных нанотрубок? 45
Вопрос 45. Что такое просвечивающий электронный микроскоп? 45
Вопрос 46. Что такое растровый электронный микроскоп? 47
Вопрос 47. Что такое сканирующий атомно-силовой микроскоп? 49
Вопрос 48. Как измеряется сила взаимодействия зонда с поверхностью в атомно-силовом микроскопе? 50
Вопрос 49. Как организован процесс измерения в атомно-силовом микроскопе? 51
Вопрос 50. Что такое зонд в атомно-силовом микроскопе? 53
Вопрос 51. Что такое контактные методы в атомно-силовом микроскопе? 56
Вопрос 52. Что такое полуконтактные методы в атомно-силовом микроскопе? 57
Вопрос 53. Что такое методы постоянной высоты и постоянной силы? 58
Вопрос 54. Что такое контактный метод рассогласования? 59
Вопрос 55. Что такое метод латеральных сил? 60
Вопрос 56. Что такое метод отображения фазы? 61
Вопрос 57. Что такое метод Кельнина? 62
Вопрос 58. Что такое наноэлектроника? 64
Вопрос 59. Что такое закон Мура? 64
Вопрос 60. Что такое транзистор на одноэлектронном туннелировании? 66
Вопрос 61. Что такое приборы на резонансном туннелировании? 67
Вопрос 62. Что такое квантовый компьютер? 68
Вопрос 63. Что такое квантовая оптоэлектроника? 69
Вопрос 64. Как работает светодиод? 70
Вопрос 65. Как работает лазер? 71
Вопрос 66. Что такое индуцированное излучение? 73
Вопрос 67. Что такое МЭМС? 73
Вопрос 68. Что такое силовые элементы МЭМС? 74
Вопрос 69. Что такое сенсоры, наносенсоры? 76
Вопрос 70. Что такое Молекулярный Сортирующий Ротор? 76
Вопрос 71. Применяются ли в МЭМС углеродные нанотрубки? 77
Вопрос 72. Что такое проект «Умная пыль»? 79
Вопрос 73. Каковы области применения «умной пыли»? 80
Вопрос 74. Что такое проект «электронный нос»? 80
Вопрос 75. Каковы области применения «электронного носа»? 81
Вопрос 76. Что такое проект «электронный язык»? 82
Вопрос 77. Что такое проект «видеочки»? 82
Вопрос 78. Какие источники энергии могут применяться в нанотехнологиях? 83
Вопрос 79. Что такое нановискер? 83
Вопрос 80. Как работает генератор энергии на нановискерах? 84
Вопрос 81. Что такое радиационно-стимулированный источник питания? 86
Вопрос 82. Применяются ли в обычных батарейках наночастицы? 86
Вопрос 83. Какие методы моделирования существуют в нанотехнологиях? 88
Вопрос 84. Что такое визуальное моделирование? 89
Вопрос 85. Что такое численное моделирование? 89
Вопрос 86. Что такое молекулярная механика? 89
Вопрос 87. Что такое молекулярная динамика? 90
Вопрос 88. Что такое квантовая химия? 92
Вопрос 89. Какие вычислительные методы используют в квантовой химии? 93
Вопрос 90. Что такое приближение Борна-Оппенгеймера в квантовой химии? 93
Вопрос 91. Что такое приближение Хартри-Фока в квантовой химии? 94
Вопрос 92. Что такое приближение Молекулярных орбиталей в квантовой химии? 95
Вопрос 93. Что такое метод Монте-Карло? 97
Вопрос 94. Для чего применяется метод Монте-Карло? 97
Вопрос 95. Кто занимается нанотехнологиями в России? 98
Вопрос 96. Кто стоял у истоков нанотехнологий в России? 99
Вопрос 97. Какие критерии используются при создании производств в области нанотехнологий? 99
Вопрос 98. Какие производства запущены в России в области нанотехнологий? 100
Вопрос 99. Как создать производство в области нанотехнологий? 102
Вопрос 100. Какие перспективы у нанотехнологий? 104
Вопрос 101. Существует ли современная история нанотехнологий? 106
