Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Нанотехнологии.
Используются многие технологические методы изготовления микроэлектроники: вакуумное и ионное напыление, химические преобразования при создании слоев и травлении. Электронная, ионная, рентгеновская литографии, глубокий ультрафиолет.
Химическое осаждение из газовой фазы наноструктурных пленок из платины проводится при температурах от 220 до 550°С. В качестве прекурсора был взят ацетилацетонат платины. Температура влияет на структуру пленки. Платиновые «наноколонны» и «зернышки» могут использоваться в качестве электрических контактов в полупроводниковых устройствах. У них высокая проводимость и химическая резистентность.
Рис. (а) - Платиновые наноколонны на подложке из стекла, полученные при температурах от 250 до 400°С и выросшие в ориентации <100>. (е) - Зернышки шириной 200 нм, образованные при температурах осаждения выше 400° С.
Получение углеродных нанотрубок
Углеродных нанотрубок образуются при термическом распыление графитового электрода в плазме дугового разряда, горящей в атмосфере гелия. Этот метод, как и метод лазерного распыления, лежащий в основе эффективной технологии получения фуллеренов, позволяет получать нанотрубки в количестве, достаточном для детального исследования их физико-химических свойств.
Подготовка чернил для струйной печати. Нанотрубки и фуллерены образуются сами, например, на поверхности угольных электродов при дуговом разряде между ними. При разряде атомы углероды испаряются с поверхности и, соединяясь между собой, образуют нанотрубки самого различного вида – однослойные, многослойные и с разными углами закручивания (степенью хиральности). Это составляет основу несортированных нанотрубок. Распределение углеродных модификаций по типам – очень дорогая и долгая операция.
Рис. Схема камеры проведения операции лазерного испарения.
Нанотрубка может быть получена из протяжённых фрагментов графита, которые далее скручиваются в трубку. Для образования протяжённых фрагментов необходимы специальные условия нагрева графита. Оптимальные условия получения нанотрубок реализуются в дуговом разряде при использовании электролизного графита в качестве электродов.
Среди различны продуктов термического распыления графита (фуллерены, наночастицы , частицы сажи) небольшая часть (несколько процентов) приходится и на многослойные нанотрубки, которые частично прикрепляются к холодным поверхностям установки, частично осаждаются на поверхности вместе с сажей.
Однослойные нанотрубки образуются при добавлении в анод небольшой примеси Fe, Co, Ni, Cd (т. е. добавлением катализаторов). Кроме того, однослойные нанотрубки получаются при окислении многослойных нанотрубок. С целью окисления многослойные нанотрубоки обрабатываются кислородом при умеренном нагреве, либо кипящей азотной кислотой, причём в последнем случае происходит удаление пятичленных графитовых колец, приводящее к открытию концов трубок Окисление позволяет снять верхние слои с многослойной трубки и открыть её концы. Так как реакционная способность наночастиц выше, чем у нанотрубок, то при значительном разрушении углеродного продукта в результате окисления доля нанотрубок в оставшейся её части увеличивается.
При электродуговом способе получения фуллеренов часть материала , разрушающегося под действием дуги графитового анода, осаждается на катоде. К окончанию процесса разрушения графитового стержня данное образование вырастает настолько, что охватывает собой всю область дуги. Этот нарост имеет форму чаши , в объем которого введен анод. Физические характеристики катодного нароста сильно отличаются от характеристик графита, их которого состоит анод. Микротвердость нароста 5.95 ГПа ( графита –0.22 ГПа), плотность нароста 1.32 г/см 3 (графит -2.3 г/см 3 ), удельное электрическое сопротивление нароста составляет 1.4*10-4 Ом м, что практически на порядок больше, чем у графита ( 1.5*10-5 Ом м). При 35 К обнаружена аномально высокая магнитная восприимчивость нароста на катоде, что позволило предположить, что нарост состоит, в основном, из нанотрубок (Белов Н.Н.).
Рис. Схема роста УНТ.
Методы манипулирования наночастицами.
Это, во-первых, динамическое манипулирование лазерным лучом. С помощью энергии луча лазера (laser) возможно производить перемещение молекул, их вращение. Поведение молекул на столике микроскопа (microscope) фиксирует камера с зарядовой связью (CCD).
Рис.2.10.1. Схема установки лазерного манипулятора.
Нанодетали можно транспортировать с помощью электромеханического пинцета, пинцета с углеродной нанотрубкой (УНТ), зонда СТМ, молекулярных захватов (ловушек, «пинцетов») - веществ, которые способны связывать ионы или молекулы посредством межмолекулярного взаимодействия. При фотоуправлении прочность связи возрастает на 3 порядка. Эти эффекты могут реализоваться без зонда – с помощью сфокусированного луча.
Рис. 2.10.2. Нанопинцет с углеродными нанотрубками в качестве наконечника.
Могут быть использованы электостатические или термоэлектрические захваты на основе сплава с памятью формы (S02-02). (Т01-15) – электростатический пинцет. (Т01-15а) – электростатический захват.