Технологии нанообработки_3. Григорьев С. Н., Грибков А. А., Алёшин С. В. Технологии нанообработки

• Название: Григорьев С. Н., Грибков А. А., Алёшин С. В. Технологии нанообработки
• Анкор: Технологии нанообработки_3.doc
• Дата: 22.02.2017
• Размер: 8.65 Mb.
• Имя файла: Технологии нанообработки_3.doc
• Тип: Документы; #2980
• страница: 27 из 27

Заключение

Нанотехнологии – новое направление науки и технологий, которое развивается особенно активно в последние годы.

Передовые страны мира включаются в программы исследований и практических разработок технологий, устройств и технических систем, связанных с производством материалов, изделий на основе наноструктур. Затраты составляют сотни миллиардов долларов США.

Одним из наиболее значимых направлений развития нанотехнологий является создание новых материалов: ультрадисперсных или нанопорошков, поверхностных и пленочных наноструктур, объемных наноструктурных материалов. За последние несколько лет номенклатура наноизделий многократно расширилась: она пополнилась водо- и грязе-отталкивающими нанопокрытиями на стекла, суперпрочными тканями из нановолокон, антифрикционными гелями и смазками на основе нанопорошков и т.д.

Наряду с созданием новых, более качественных материалов, а отчасти и вследствии их создания, все большее значение приобретают технологии размерной нанообработки: электроэрозионной, лазерной, лезвийной и др. При этом погрешность обработки должна лежать в наноразмерном диапазоне. Это определет быстрый рост потребности в наноизмерениях и обуславливает создание системы метрологического обеспечения таких измерений — нанометрологической системы.

Одним из наиболее перспективных направлений развития нанотехнологий было и остается создание наноэлектронных, в частноти, нанополупроводниковых систем. Наноэлектроника уверенно входит в нашу жизнь: разрабатываемые в настоящее время компьютеры уже комплектуются с использованием нанотехнологий.

Многие из нанотехнологий, практическое освоение которых сегодня уже делает первые шаги, еще совсем недавно представлялись совершенно фантастическими. Одной из таких нанотехнологий явлется создание молекулярных наномашин — устройств, размером с макромолекулу, но представляющую собой механизм. Наномашина — искусственно созданное устройство, способное совершать заданную работу по транспортировке или преобразованию энергии (главным образом, химической или световой в механическую).

Область применения нанотехнологий чрезвычайно обширна: полупроводниковые транзисторы и лазеры, фотодетекторы, солнечные элементы, сенсоры, устройства для записи и хранения информации, телекоммуникации, информационные технологии, видеотехника, электронные устройства нового поколения, нанолитография, наноустройства, наномашины, нанороботы, нанохимия, авиация и космос, контрольные устройства, медицина, биохимия, сельское хозяйство.

Необходимо отметить, что в нашей стране новой отрасли уделяется серьёзная государственная поддержка, а по данным лондонской исследовательской фирмы Cientifica «Отчёт о перспективах нанотехнологий» за 2008 г., по ряду разработок Российская Федерация занимает ведущее место.

В качестве примера можно привести разработки по проектированию одноэлектронных приборов, работы по созданию атомно-силовой и сканирующей зондовой микроскопии, а также получение ультрадисперсных наноматериалов.

Данное учебное пособие позволит студентам, будущим специалистам в области техники и технологий, получить исчерпывающие сведения о технологиях нанообработки, о тенденциях и направлениях их развития.

Отечественной науке и разработчикам технологий в ближайшие годы потребуются невероятные усилия для получения результатов, которые позволят Российской Федерации занять ведущее место в мире по всему фронту создания метаматериалов, нанотехники и нанотехнологии, развитию новых научных течений.

Список литературы

1


Эмиссия Оже-электронов возникает в результате безызлучательного перехода электронов с верхних электронных уровней на короткоживущие вакантные нижние уровни

2 Сопровождается существенным изменением частоты падающего света (как в большую, так и в меньшую сторону)

3


Атом, предоставляющий неподеленную электронную пару, называется донором, а атом, принимающий ее (т.е. предоставляющий свободную орбиталь), называется акцептором.

4


Макроциклические соединения – циклодекстрины, краун-эфиры, каликс- и резорцинарены – основа для создания синтетических рецепторов.

5 Олигомеры (от греч. oligos-малый, маленький и meros-часть) – молекулярные структуры, занимающие по размеру молекул область между мономерами и высокомолекулярными соединениями.

1


[] Стрельникова Л. Нано по-американски // «Химия и жизнь» №3, 2008, с. 38-40

2[] Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // J. Mater. Res., № 7, 1992, pp. 1564-1583

3[] Binning G., Quate C. F., and Gerber C. Atomic force microscopy // Phys. Rev. Lett., 1986, v. 56, No 9, pp. 930-933.

4[] Simmons J. G. Generalized formula for the electronic tunnel effect between similar electrodes separated by a thin insulating film // J. Appl. Phys., 1963, v. 34, pp. 1793-1803

5[] Бахтизин Р.З. Сканирующая туннельная микроскопия — новый метод ​изучения поверхности твердых тел // Соросовский образовательный ​журнал, 2000, №11, с. 83-89.

6[] Hamaker H. C. // Physica, -1937, - v. 4, - pp. 1058

7[] London F. // Z. Phys. Chem., -1930, - v. B11, - pp. 222.

8[] М.И. Петржик, Д.В. Штанский, Е.А. Левашов. Современные методы оценки механических и трибологических свойств функциональных поверхностей // Материалы X Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России», Москва, ОАО ЦНИТИ «Техномаш», 9-11 сентября 2004, с. 311-318

9[] Todua Р.А., Zhelkobaev Zh.E., Kalendin V.V. Fast laser two frequency interferometerphasometer// Proc. V IMEKO-TC-74 Symposium on Dimensional Metrology in Production and Quality Control ISMOS-95. Spain, 1995, pp. 111–113.

10[] Дарзнек С.А., Желкобаев Ж., Календин В.В., Новиков Ю.А. Лазерный интерферометрический измеритель наноперемещений//Труды Института общей физики им. А.М. Прохорова, 2006, т. 62, с. 14-37

11[] Клюев В.В., Матвеев В.И. Неразрушающий контроль и диагностика нанотехнологий и наноматериалов// Контроль. Диагностика, 2007, №10, с. 4–12

12[] Новиков Ю., Тодуа П. Нанотехнология и нанометрология / Наноиндустрия, 2007, №1, с. 20-22

13[]Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Плотников Ю.И., Раков А.В., Тодуа П.А. Линейная мера микрометрового и нанометрового диапазонов для растровой электронной и атомно-силовой микроскопии // Труды Института Общей физики им. А.М. Прохоров, 2006, т. 62, с.36-76

14[] Новиков Ю.А., Раков А.В. Проблемы РЭМ-измерений размеров субмикронных элементов рельефа поверхности твердого тела // Микроэлектроника, 1996, т. 25, № 6, с. 426–435.

15[] Новиков Ю.А., Раков А.В. Измерение размеров субмикронных элементов резистовых масок на РЭМ // Микроэлектроника, 1998, т. 27, № 5, с. 346–353.

16[] Соколов В. И., Станкевич И. В. Фуллерены — новые аллотропные формы углерода: структура, электронное строение и химические свойства//Успехи химии, 1993, т. 62, № 5, с. 455.

17[] Кашкина Л.В., Кашкин В.Б., Рублева Т.В., Шикунова О.А. Изучение физических свойств фуллеренов и фуллерено-содержащих саж. — Красноярск, Красноярский научно-образовательный центр высоких технологий, 2000, 80 с.

18[] Чурилов Г.Н. Обзор методов получения фуллеренов//Материалы 2 межреги^{ональной конференции с международным участием «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы»}. — Красноярск, КГТУ, 5-7 октября 1999 г., с. 77-87.

19[] Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. — М.: Машиностроение, 2007, 496 с.

20[] Запрягаев С.А. Нанотехнологии на основе углеродсодержащих материалов // ИнВестРегион, 2006, №4, с. 45-54

21[] Алымов М.И. Механические свойства нанокристаллических материалов. — М.: МИФИ, 2004, 32 с.

22[]Лякишев Н.П., Алымов М.И. Получение и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов. — М.: ЭЛИЗ, 2007, 148 с.

23[] Балаян Б.М., Колмаков А.Г., Алымов М.И., Кротов А.М. Наноматериалы. Классификация, особенности свойств, применение и технологии получения: учебное пособие. — М.: АгроПрессДизайн, 2007, 102 с.

24[] Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник (И.М. Федорченко, И.Н.Францевич, И.Д.Радомысельский и др.; Отв. ред. И. М.Федорченко.) — Киев: Наукова думка, 1985, 624 с.

25[] Kriechbaum G.W., Kleinschmidt P. Superfine oxide powders – Flame hydrolysis and hydrothermal syntesis // Angew. Chem. Adv. Mater, 1989, v.101, №10, pp.1446-1453

26[] Кипарисов С.С., Падалко О.В. Оборудование предприятий порошковой металлургии. — М.: Металлургия, 1988, 448 с.

27[] Ковшов А.Н., Назаров Ю.Ф., Ибрагимов И.М. Основы нанотехнологии в технике. — М.: МГОУ, 2006, 241 с.

28[] Леонтьева О.Н., Трегубова И.В., Алымов М.И. Синтез ультрадисперсных порошков железа методом гетерофазного взаимодействия // Физика и химия обработки материалов, 1993, №5, с. 156-159

29[] Вишенков С.А. Химические и электрохимические особенности осаждений металлопокрытий. — М.: Машиностроение, 1975, 312 с.

30[] Алексеев А.Ф., Дякин Е.В., Палеха К.К. и др. Некоторые особенности получения ультрадисперсных порошков оксидов меди и иттрия криохимическим способом // Порошковая металлургия, 1990, №1, с. 1-4

31[] Рябых С.М., Сидорин Ю.Ю. Образование и свойства ультрадисперсных частиц металла при разложении азидов тяжелых металлов // в Сб. Физикохимия ультрадисперсных сред. — М.: Наука, 1987, с.127–132

32[] Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы. — М.: ИЦ «Академия», 2005

33[] Gunter B., Kumpmann A. Ultrafine oxide powders prepareted by inert gas evaporation // Nanostruct. Mater, 1992, v.1, №1, pp. 27–30

34[] Котов Ю.А., Осипов В.В., Иванов М.Г., Саматов О.М., Платонов В.В., Азаркевич Е.И., Мурзакаев А.М., Медведев А.И. Исследование характеристик оксидных нанопорошков, получаемых при испарении мишени импульсно-периодическим CO₂ лазером // Журнал технической физики, 2002, т. 72, вып. 11, с. 76-82

35[]Манохин А.И., Поживанов А.М., Блинов К.А., и др. Новое в технологии получения материалов / Под ред. Ю.А. Осипьяна и А. Хауффа. — М.: Лейболд АГ, 1990, 448 с.

36[] Ivanov V.V., Kotov Y.A., Samatov O.H. et al. Synthesis and dynamic compaction of ceramic nanopowders by techniques based on electric pulsed powder // Nanostruct. Mater., 1995, v.6, №1-4, pp. 287–290

37[] Орешкин В. В., Седой В. С., Чемезова Л. И. Применение электрического взрыва проволочек для получения наноразмерных порошков//Прикладная физика, 2001, № 3, с. 94–102

38[] Бурцев В. А., Калинин Н. В., Лучинский А. В. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. — М.: Энергоатомиздат, 1990, 288 с.

39[] Седой В. С., Валевич В. В.Получение выскодисперсных металлических порошков методом электрического взрыва в азоте пониженного давления //Письма в ЖТС, 1999, т. 25, вып. 14, с. 81-84.

40[] Глазунов Г. П., Канцедал В. П., Корниенко Л. А., Косик Н. А., Митин Р. В., Шевстусев А. П. Некоторые свойства дисперсных порошков полученных электрическим взрывом проводников в газе высокого давления // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомное материаловедение. 1978, Вып. 1(1), с. 21–24

41[] Ген М.Я., Миллер А.В. Левитационный метод получения ультрадисперсных порошков металлов // Поверхность. Физика, химия, механика, 1983, №2, с.150

42[] Ген М.Я., Платэ И.В., Стоенко Н.И. и др. Левитационно-струйный метод конденсационного синтеза ультрадисперсных порошков сплавов и окислов металлов и особенности их структур // Сб. Физикохимия ультрадисперсных сред. — М.: Наука, 1987, с. 151–157.

43[] Ген М.Я., Платэ И.В., Стоенко Н.И. и др. Левитационно-струйный метод конденсационного синтеза ультрадисперсных порошков сплавов и окислов металлов и особенности их структур // Сб. Физикохимия ультрадисперсных сред. — М.: Наука, 1987, с. 151–157

44[] Iwama S., Mihama K. Nanometer-sized beta-Mn and amorphous Sb particles formed by the flowing gas evaporation technique // Nanostruct. Mater., 1995, v. 6, № 1-4, pp. 305–308

45[] Champion Y., Bigot J. Preparation and characterization of nanocrystalline copper powders // Scr. Met., 1996, v.35, №4, pp. 517–522

46[] Hsieh C-T., Chen J-M., Kuo R-R. et al. Influence roughness on water- and oil-repellent surfaces coated with nanoparticles // Applied Surface Science, 2005, v.240, pp. 318-326

47[] Cappellia E., Scillettaa C., Orlandob S. at al. Surface characterisation of nano-structured carbon films deposited by Nd:YAG pulsed laser deposition // Thin Solid Films, 2005, v. 482, pp. 305–310

48[] Денисова Н.Е., Шорин В.А., Гонтарь И.Н., Волчихина Н.И., Шорина Н.С. Триботехническое материаловедение и триботехнология: Учебное пособие​/ Под общ. ред. Н.Е. Денисовой. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та​, 2006, 248 с.

49[] Лякишев Н.П., Алымов М.И. Наноматериалы конструкционного назначения // Росийские нанотехнологии, 2006, т. 1, № 1-2, с. 71-81.

50[] Юношев А.С., Сильвестров В.В. Ударно-волновой синтез новых сверхтвердых материалов // VIII Забабахинские научные чтения, Снежинск, 5-9 сентября 2005 г.

51[] Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. — М.: Логос, 2000, 272 с.

52[] Лякишев Н.П. Нанокристаллические структуры — новое направление развития конструкционных материалов // Вестник российской академии наук, 2003, т. 73, № 5, с. 422-425

53[] Глезер А. М. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д. И. Менделеева), 2002, т. XLVI, №5, с. 57-63.

54[] Lu K. Nanocrystalline metals crystallized from amorphous solids: Nanocrystallization, structure, and properties // Mater.Sci. Eng., 1996, v. R16, pp. 161–221

55[] Palumbo G., Thorpe S.J., Aust K.T. On the contribution of the triple junction to the structure and properties of nanocrystalline materials // Scripta Met. 1990, v. 24, pp. 1347-1350

56[] Лариков Л.Н. Диффузионные процессы в нанокристаллических материалах // Металлофизика и новейшие технологии, 1995, т. 17, №1, с. 3-29

57[] Вакуумное оборудование тонкопленочной технологии производства изделий электронной техники: Учебник для студентов специальности «Электронное машиностроение» / Под ред. Проф. Л.К. Ковалева, Н.В. Василенко. т.1. — Красноярск: НИИ СУВПТ, МГП "Раско", 2001г., 608 с.

58[] Bennet L. H., Lashmore D.S., Dariel M.P. et al. Magnetic properties of electrodepositied copper-nikel composition-modulated alloys // Journ. Magn. And Magn. Materials, 1987, v. 67, No. 1, pp. 239–245

59[] Никитин М.М. Технология и оборудование вакуумного напыления. — Москва: Металлургия, 1992, 110 с.

60[] Белый А.В., Карпенко Г.Д., Мышкин Н.К. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев. — Москва: Машиностроение, 1991, 208 с.

61[] Аль-Тибби В.Х., Кабиров Ю.В., Дымочкин Д.Д. О наноразмерном эффекте при упрочнении поверхностей трения методом электроакустического напыления // Электронный журнал «Исследовано в России», 2005, с. 150-158

62[] Андриевский Р.А., Калинников Г.В., Облезов Е.А., Штанский Д.В. Эволюция наноструктурных ансамблей в боридонитридных пленках. // Докл. РАН, 2002, т. 384, №1, с.36–38

63[] Levchenko V.A., Buyanovsky I.A., Matveenko V.N. Influence of Diamond-like coatings-orientants on antifriction properties of lubricant environments at boundary greasing. // J. Friction & Wear. 2000, v. 6, p. 658–663

64[] Levchenko V.A., Matveenko V.N., Buyanovsky I.A., Ignatieva Z.V. Influence of carbon coating on lubrication properties of boundary layers // Journal of Engineering Tribology, Proc. ASME, Part J, 2004. v. 218, N 6, pp. 1–9.

65[] Булыгина Е.В., Макарчук В.В., Панфилов Ю.В., Оя Д.Р., Шахнов В.А. Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование.— М.: Сайнс-Пресс, 2006, 80 с.

66[] Паршин А.С. Физика поверхности и границ раздела: учебный курс. — Красноярск, Сибирская Аэрокосмическая Академия, 2000

67[] Ежовский Ю.К. Поверхностные наноструктуры — перспективы ситнтеза и использования // Соросовский образовательный журнал, 2000, т. 6, №1, с. 56-63

68[] Gorbunov A., Tselev A., Pompe W., Cross-beam laser deposition of ultrathin multilayer metal films, in 6th International Conference on Industrial Lasers and Laser Applicatins'98, Vladislav Ya. Panchenko, Vladimir S. Golubev, Editors, Proceedings of SPIE 1999, Vol. 3688, p. 351-358

69[] Панфилов Ю.В. Нанотехнологии в инженерии поверхности / Справочник. Инженерный журнал, 2007, №1, c. 14-24

70[] Гончаров А.А., Игнатенко П.И., Петухов В.В., Коновалов В.А., Волкова Г.К., Ступак В.А., Глазунова В.А. Состав, структура и свойства наноструктурных пленок боридов тантала // Журнал технической физики, 2006, т. 76, вып. 10

71[] Бойченко М.К., Быков Ю.А., Карпухин С.Д., Булыгина Е.В., Осипов А.В., Панфилов Ю.В. Исследования твердости многослойных тонкопленочных покрытий / Вакуумная наука и техника / Материалы 9-ой научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов, Судак, 2002, с. 178-183

72[] Коротаев А.Д., Мошков В.Ю., Овчинников С.В. и др. Наноструктурные и нанокомпозитные сверхтвердые покрытия // Физическая мезомеханика, 2005, т. 8, вып. 5, с. 103-116

73[] Коваль Н., Сочугов Н., Батраков А. Поверхностные наноструктуры — от исследований к применениям//Наука в Сибири, 2007, № 3 (2588), с. 5

74[] Воробьев В.А., Макин В.С., Гуо Чунле. Наноструктурирование поверхности металла и формирование резонансных микроструктур под действием фемтосекундных импульсов поляризованного излучения// Материалы конференции «Прикладная оптика-2006», Санкт-Петербург, с. 196-201

75[] Григорьев С.Н., Волосова М.А. Нанесение покрытий и поверхностная модификация инструмента. — М.: МГТУ «СТАНКИН», Янус-К, 2007, 324 с.

76[] Ковшов А.Н., Назаров Ю.Ф., Ибрагимов И.М. Основы нанотехнологии в технике. Учебное пособие — М.: МГОУ, 2006, 241 с.

77[] Хомич Н.С. Магнитно-абразивная обработка: технология и оборудование. — Мн.: БелНИИНТИ, 1991, с. 3

78[] Стогний А. И., Новицкий Н.Н., Стукалов О.М. Ионно-лучевое полирование наноразмерного рельефа поверхности оптических материалов// Письма в ЖТФ, 2002, т. 28, вып. 1, с. 39-48

79[] Афонин С.М. Пьезопривод нано- и микроперемещений. — М.: МЭИТ, 2003, 83 с.

80[] Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. — Нижний Новгород: РАН, Институт физики микроструктур, 2004, 144 с.

81[] Дубравин А.М., Комков О.Ю. Контролируемое перемещение наночастиц по поверхности подложки в режиме кратковременного контакта зонда с поверхностью образца/Материалы VII-го Международного семинара «Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии – 2006», г. Минск, 1-3 ноября 2006 г., с. 202-204

82[] Марголин В.И., Тупик В.А. Основы нанотехнологии. Электронная литография и ионная имплантация: Учеб. пособие по дисциплине «Основы нанотехнологии». —Спб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2000, 56 с.

83[] Бобков C., Врублевский Э., Киреев В., Недзвецкий В., Трепалин А., Томпсон И., Дойл Г., Хуснатдинов Н., Лабрейк Д. Возможности и особенности наноимпринтлитографии для производства интегральных микросхем // Наноиндустрия, 2007, № 3, с. 26–32

84[] Демиховсский В.Я. Квантовые ямы, нити, точки. Что это такое? // Соросовский образовательный журнал, Физика, 1997, № 5, с. 80-86

85[] Шик А.Я. Квантовые нити // Соросовский образовательный журнал, Физика, 1997, № 5, с. 87-92

86[] Попов В.Л. Наномашины: общий подход к индуцированию направленного движения на атомном уровне // Журнал технической физики, 2002, том 72, вып. 11, с. 52-63

87[] Солдатов Д.В., Терехова И.С. Cупрамолекулярная химия и инженерия кристаллов // Журнал структурной химии, 2005, т. 46, прил., с. S5-S11

88[] Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы // Вестник Московского университета, сер.2, Химия, 1999, т.40, №5, с. 300-307

89[] Пожарский А.Ф. Супрамолекулярная химия. Часть 1. Молекулярное распознавание // Соросовский образовательный журнал, 1997, №9, с. 32-39

90[] Гютше Ч.Д. Каликсарены. Химия компексов «гость-хозяин» / под ред. Фегтле Ф. и Вебера В. — М.: Мир, 1988, с. 445

91[] Celeste Biever. Tiny 'elevator' most complex nanomachine yet // Science, 2004, vol. 303, p. 1845

Авторы:

Григорьев Сергей Николаевич

Грибков Андрей Армович

Алёшин Сергей Викторович