Учебное пособие. — М.: МИРЭА, 2012. — 208 с.
В курсе лекций излагается современные представления о физике
наноструктур. Отобран материал, представляющий интерес с точки
зрения фундаментальных и практических приложений, а также
являющийся необходимой частью современного высшего
физико-технического и инженерного образования по ряду
специальностей, в частности (210400, 210601, 210100 и др.). В
основу положен курс лекций, который авторы на протяжении нескольких
лет читают в МГТУ МИРЭА.
Написанное простым и доступным языком, пособие обращено к студентам вузов, но может быть полезно так же аспирантам и всем специалистам, интересующимся данной тематикой. Введение
вводная лекция. Наноструктуры, наноматериалы и наноизмерения
Основы нанофизики
размерность в физике наноструктур
размерность наноструктур
D, 2d, 0d наноматериалы
«ОДНОМЕРНАЯ» Квантовая механика
уравнение Шредингера. Одномерное движение
«Потенциальный ящик»
Движение в однородном поле
Коэффициент прохождения
Описание квантовых проволок и квантовых точек
Зонная теория твердых тел
модель свободных электронов
Приближение, исходящее из связанных электронов (приближение сильной связи)
Приближение, исходящее из свободных электронов (приближение слабой связи)
Сравнение обоих приближенных методов
Элементарные сведения о полупроводниках
элементарные сведения о полупроводниках
Неравновесные состояния в полупроводнике. Излучательная рекомбинация при межзонных переходах
Условие существования отрицательной температуры
в полупроводниках для прямых межзонных переходов
Инжекция носителей заряда через р-n переход
Инжекционный лазер па основе арсенида галлия
Характеристики инжекционных лазеров на GaAs. Лазеры на гетеропереходах
Элементарные сведения о магнетизме. Микромагнетизм
обменная энергия
Энергия анизотропии
Магнитостатическая энергия
Эффективное поле и уравнение Ландау-Лифшица
Наноструктуры
нанокластеры
нанокластеры
Известные аллотропные формы углерода
Углеродные структуры. Синтез.
Фуллерены
строение фуллерена
Получение фуллеренов
Свойства и применение фуллеренов
Углеродные нанотрубки
структура нанотрубок
Получение углеродных нанотрубок
Свойства нанотрубок
Применение нанотрубок
Фотонные кристаллы
направленное распространение излучения
Фотонные запрещенные зоны, фотонные кристаллы
Методы
методы производства наноструктур
методы «Снизу-вверх» (Bottom–up)
Методы «Сверху-вниз» (Top-down). Нанолитография
Перспективы развития методов производства наноструктур
Способы измерения наноструктур.
Наноизмерения и наноманипуляции. Физичеcкие ограничения при измерении малых объектов, их перемещения, скорости, ускорения, а также сил, действующих на них.
Устройство электронного микроскопа прямого действия
Растровая электронная микроскопия.
«ТУННЕЛЬНАЯ» И силовая микроскопия.
Сканирующий туннельный микроскоп
Сканирующий силовой микроскоп
Режимы сканирования в Ссм
магнитный силовой микроскоп
Оптическое наноманипулирование
сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля
Манипулирование отдельными атомами. Оптический пинцет
Приложения
электроника и информационные технологии .
Закон Мура. Производство интегральных микросхем .
Магнитная память и магнитные носители. Принципы построения и способы записи и снятия информации.
Спинтроника .
Магнитная Озу .
Перспективы развития информационных нанотехнологий .
Управление ресурсами и воздействие на экологию .
Препятствия к продвижению нанотехнологий .
Заключение
Написанное простым и доступным языком, пособие обращено к студентам вузов, но может быть полезно так же аспирантам и всем специалистам, интересующимся данной тематикой. Введение
вводная лекция. Наноструктуры, наноматериалы и наноизмерения
Основы нанофизики
размерность в физике наноструктур
размерность наноструктур
D, 2d, 0d наноматериалы
«ОДНОМЕРНАЯ» Квантовая механика
уравнение Шредингера. Одномерное движение
«Потенциальный ящик»
Движение в однородном поле
Коэффициент прохождения
Описание квантовых проволок и квантовых точек
Зонная теория твердых тел
модель свободных электронов
Приближение, исходящее из связанных электронов (приближение сильной связи)
Приближение, исходящее из свободных электронов (приближение слабой связи)
Сравнение обоих приближенных методов
Элементарные сведения о полупроводниках
элементарные сведения о полупроводниках
Неравновесные состояния в полупроводнике. Излучательная рекомбинация при межзонных переходах
Условие существования отрицательной температуры
в полупроводниках для прямых межзонных переходов
Инжекция носителей заряда через р-n переход
Инжекционный лазер па основе арсенида галлия
Характеристики инжекционных лазеров на GaAs. Лазеры на гетеропереходах
Элементарные сведения о магнетизме. Микромагнетизм
обменная энергия
Энергия анизотропии
Магнитостатическая энергия
Эффективное поле и уравнение Ландау-Лифшица
Наноструктуры
нанокластеры
нанокластеры
Известные аллотропные формы углерода
Углеродные структуры. Синтез.
Фуллерены
строение фуллерена
Получение фуллеренов
Свойства и применение фуллеренов
Углеродные нанотрубки
структура нанотрубок
Получение углеродных нанотрубок
Свойства нанотрубок
Применение нанотрубок
Фотонные кристаллы
направленное распространение излучения
Фотонные запрещенные зоны, фотонные кристаллы
Методы
методы производства наноструктур
методы «Снизу-вверх» (Bottom–up)
Методы «Сверху-вниз» (Top-down). Нанолитография
Перспективы развития методов производства наноструктур
Способы измерения наноструктур.
Наноизмерения и наноманипуляции. Физичеcкие ограничения при измерении малых объектов, их перемещения, скорости, ускорения, а также сил, действующих на них.
Устройство электронного микроскопа прямого действия
Растровая электронная микроскопия.
«ТУННЕЛЬНАЯ» И силовая микроскопия.
Сканирующий туннельный микроскоп
Сканирующий силовой микроскоп
Режимы сканирования в Ссм
магнитный силовой микроскоп
Оптическое наноманипулирование
сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля
Манипулирование отдельными атомами. Оптический пинцет
Приложения
электроника и информационные технологии .
Закон Мура. Производство интегральных микросхем .
Магнитная память и магнитные носители. Принципы построения и способы записи и снятия информации.
Спинтроника .
Магнитная Озу .
Перспективы развития информационных нанотехнологий .
Управление ресурсами и воздействие на экологию .
Препятствия к продвижению нанотехнологий .
Заключение