Проблемы наноэлектроники

  • 18 янв. 2013 г.
  • 2698 Слова
Содержание
Введение | 3 |
Нанотехнологии с точки зрения квантовой физики | 5 |
Заключение | 13 |
Список используемой литературы | 15 |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |

Введение

Человечество во все времена стремилось улучшить условия своего существования. Для этого в первобытном обществе людииспользовали различные орудия труда, несколько позже они приручили диких животных, которые стали приносить пользу человеческому сообществу. Шли годы, менялся мир, менялись люди и их потребности. Теперь большинство из нас уже не может представить себе жизнь без современных благ цивилизации, достижений науки, техники, медицины. Следующим шагом в этом развитии станет освоение нанотехнологий, в частности, систем оченьмалого размера, способных выполнять команды людей.
Технический прогресс направлен в сторону разработки более мощных, быстрых, компактных и изящных машин. Пределом такого развития можно считать машины, размером с молекулу. Машина, построенная из ковалентно связанных атомов, чрезвычайно прочна, быстра и мала. Разработкой, созданием и управлением такими машинами занимается молекулярнаянанотехнология. Эта отрасль открывает невиданные ранее, фантастические перспективы взаимодействия человека с миром.
Мною был проведен обобщающий анализ статей, выступлений, теоретического материала в области нанотехнологий. Данная тема работы заинтересовала меня своими перспективами, которые открываются для человечества способностью вывести жизнь людей на абсолютно новый уровень.
Цель моего теоретическогоисследования состоит в раскрытии особенности физических процессов в области нанотехнологий, их влияния на людей и применения в недалёком будущем.
Нанотехнология - совокупность процессов, позволяющих создавать материалы, устройства и технические системы, функционирование которых определяется наноструктурой, т.е. её упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм (10-9м; атомы, молекулы) (рис. 1). Греческое слово"нанос" примерно означает "гном". При уменьшении размера частиц до 100-
10 nm и менее, свойства материалов (механические, каталитические и т.д.) существенно изменяются.
Термин нанонаука используется в настоящее время для обозначения исследований явлений на атомном и молекулярном уровне и научного обоснования процессов нанотехнологии, конечной целью которой является получение нанопродуктов.Нанонаука, таким образом, может рассматриваться как начальная стадия нанотехнологии, когда до продукции еще достаточно далеко [3].
В отличие от традиционных технологий нанотехнологии характеризуются повышенной наукоёмкостью и затратностью, а также междисциплинарностью и неэффективностью решения задач методом “проб и ошибок”.
1 Нанотехнологии с точки зрения квантовой физики
Наноэлектроника является новойобластью науки и техники, формирующейся сегодня на основе последних достижений физики твердого тела, квантовой электроники, физической химии и технологии полупроводниковой электроники. Исследования в области наноэлектроники важны для разработки новых принципов, а вместе с ними и нового поколения сверхминиатюрных супербыстродействующих систем обработки информации.
Развитие электроники отмеченоизобретением и практическим освоением вакуумного триода (1906 год, Л. Де Форест и Р. Либен) и полупроводникового транзистора (1947 год, У. Браттейн, Дж. Бардин, У. Шокли), а затем интегральных микросхем на кремнии (1958-1959 годы), положившим начало новому направлению в электронике - микроэлектронике. Главной тенденцией этого развития является уменьшение размеров приборных структур. В современных интегральныхмикросхемах они составляют единицы и десятые доли микрона (1мкм = 10-6м).
По мере приближения размеров твердотельных структур к нанометровой области (1нм = 0,001мкм = 10-9м), а это образования из единиц и десятков атомов, все больше проявляются квантовые свойства электрона. В его поведении преобладающими становятся волновые закономерности,...
tracking img