close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Japan AFM roadmap 2006

код для вставкиСкачать
История развития и
современные методы
нанотехнологии
Заблоцкий А.В.
Кафедра «Ваккумной электроники»
Образовательный центр «Нанотехнологии»
Содержание
Определение «Нанотехнологии»
Два подхода: top-down и bottom-up
Top-down. Зондовые методы: РЭМ, СТМ,
АСМ, ФИП (СИМ)
Bottom-up. Самоорганизация и групповые
методы: CVD, МЛЭ.
Пример технологического маршрута
«Нанотехнологии» в реальной жизни
Классическое определение
Н. Танигучи (1974) «Нанотехнология» междисциплинарная, образующая
технологии, позволяющей «технологично»
(воспроизводимо, по описанным
процедурам) производить исследования,
манипуляцию и обработку вещества в
диапазоне размеров и с допусками
0,1 100 нм
Определение «Нанотехнологии»
Тезисы Н. Танигучи
Нанотехнология - технология, в которой размеры и допуски в
диапазоне 0,1 100 нм (от атомных размеров до длины волны
фиолетового света) играют критическую роль...
Поле, которое покрывает Нанотехнология, сводится к
манипуляциям и обработке вещества внутри определенного выше
диапазона размеров по вполне определенным, описанным и
повторяемым алгоритмам, в противоположность произведению
искусства художника или творению мастера - ремесленника…
Нанотехнология – это «образующая» технология, опирающаяся на
достижения других технологий. Нанотехнология относится к группе
«горизонтальных» или межотраслевых технологий, техника и
методы которой, с небольшими вариациями, могут быть
применены в иных, сильно различающихся направлениях…
Нанотехнология просматривается в частности важной и
немедленно востребованной в таких областях, как
материаловедение, машиностроение, оптика и электроника.
Определение «Нанотехнологии»
Эрик Дрекслер
Эрик Дрекслер (1986)
"Машины Создания" ("Engines of Creations")
- создание различных устройств из
отдельных молекул.
- миниатюрные автономные нанороботы
Определение «Нанотехнологии»
Современное определение
Альбер Франкс (1987)
Нанотехнология – это производство с
размерами и точностями в области
0.1-100 нм
Определение «Нанотехнологии»
Top-down и Bottom-up
Top-down (Сверху-вниз)
разработка «сверху вниз», шаг за шагом, используя
большие машины для построения более маленьких
Ричард Фейнман (1956) – лекция
"На дне много места“ (“There’s plenty of room at the bottom”)
Bottom-up (Cнизу-вверх)
«биохимический подход», самоорганизация
Два системных подхода
Растровый электронный микроскоп
1942 – SEM (Zworykin)
Порох
Микросхема
Нанокластеры
Top-down: Зондовые методы
Зонд СТМ
Характеристический рентген
1951 - X-ray spectroscopy (R. Castaing)
Схема переходов излучения
характеристического рентгена
Рентгеновский спектр и
элементные карты
Top-down: Зондовые методы
Сканирующий туннельный микроскоп
1971 – СТМ
(Р.Янг, Д.Варл, Ф.Скир)
СТМ-изображение
поверхности Si(111)- 7*7
(Г. Бинниг и Г. Рёрер 1981)
Схема СТМ
Вертикальные манипуляции
с атомами (Xe на Ni)
Top-down: Зондовые методы
Атомно-силовой микроскоп
1986 - АСМ (Г.Бинниг, Х. Гербер и Квайт)
4х секционный
ФД
Л
Схема профилометра (1929 г)
Схема первого АСМ
Образец
Современная схема регистрации
отклонения зонда АСМ
Латеральное перемещение атомов
(Sn на Ge) (2006)
Top-down: Зондовые методы
Сканирующий ионный микроскоп
1978 – СИМ
(Селигер)
Устройство ионного
микроскопа
Ионный срез
поверхности
Ионная колонна
Top-down: Зондовые методы
Focused Ion Beam + Chemical Vapor
Deposition
Объекты, созданные технологией FIB + CVD
FIB + CVD
модель вируса-бактериофага
T4 примерно в 10 раз большая
реального вируса
Нанопинцеты для сканирующего
зондового микроскопа
Top-down + Bottom-up
«Биохимический» подход
При обычной литографии
облученные
ультрафиолетом участки
фоторезиста
вытравливаются. При
нанесении рисунка методом
самосборки двублочный
сополимер нагревается, и
его составляющие
разделяются и образуют
строгий узор. Потом
плексиглас удаляется
травлением. Полученная
структура переносится на
двуокись кремния, а затем
отверстия заполняются
нанокристаллическим
кремнием.
Bottom-up: Идеи самосборки
Молекулярно-лучевая эпитаксия
Испарение материалов,
осаждаемых в сверхвысоком
вакууме, осуществляется с
помощью эффузионных ячеек
(эффузия – медленное истечение
газов через малые отверстия).
МЛЭ характеризуется малой
скоростью роста и относительно
низкой температурой роста.
Достоинства - возможность
резкого прерывания и
последующего возобновления
поступления на поверхность
подложки молекулярных пучков
различных материалов, что
наиболее важно для
формирования многослойных
структур с резкими границами
между слоями.
Bottom-up: Групповые методы
Прототип электромеханического ЗУ
В качестве основного рабочего элемента
используются нанотрубки, которые способны
изгибаться под действием электрического
поля и замыкать контакт на шинах ЗУ.
Пример технологического маршрута
FIB, CVD
Фокусированный ионный пучок –
создание точек роста нанотрубок
Газофазное осаждение –
выращивание нанотрубок
Пример технологического маршрута
Манипуляции нанопинцетами
нанопинцет для сканирующего
зондового микроскопа
сканирующий зондовый микроскоп –
укладка нанотрубок
Пример технологического маршрута
Тестирование элемента ЗУ
многозонодовый тестер для
сканирующего зондового
микроскопа
сканирующий зондовый микроскоп –
проверка функционирования
наноэлемента
Пример технологического маршрута
Нанотехнологический комплекс НаноФАБ
Пример технологического маршрута
«Нанотехнологии» в реальной жизни
датчики
ускорения
микропереключатели
лобовое
стекло поляроид
газовые
датчики
БМВ пятой серии
Нанотехнологии в реальной жизни
самозатягивающееся
покрытие
Спасибо за внимание!
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
15
Размер файла
7 170 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа