presentation7

Наноматериалы
и
нанотехнологии
- вчера, сегодня, завтра
1
2
Зависимость температуры плавления
золота от размера частиц:
точки — экспериментальные данные;
сплошная линия рассчитана по
уравнению (1) при а = 1,6, h - 0,204 нм
Энергии ионизации кластеров А1n,
полученные после фотоионизации.
Пунктирная линия — расчет для
классической металлической
сферы
3
Энергии ионизации для Fen и Соn при п = 1-100;
пунктирная линия соответствует работе
выхода электрона массивного материала,
сплошная линия — результаты расчета
согласно капельной модели
4
Магнитные моменты (в расчете на один атом) для кластеров Fen
и Rhn различного размера.
Штриховая линия соответствует магнитному моменту
µ = 2,2µв для массивного Fe; n — число атомов в кластере
5
Коэффициенты поглощения
оптического излучения для разного
размера кластеров в зависимости от
энергии фотонов
6
Зависимость ширины запрещенной зоны от радиуса
нанотрубки, вычисленная и измеренная для
нанотрубок с различными хиральностями. Rd ==
R/d0 — приведенный радиус нанотрубки в единицах
d0 = 0,143 нм; сплошные линии — εg ~ 1/R
7
Прогноз экономических и социальных последствий
внедрения нанотехнологий
8
Схема полевого транзистора на полупроводниковой нанотрубке (а);
зависимость проводимости цепи от потенциала затвора (б)
9
Кольцо из атомов железа на
поверхности меди, образующие
«квантовый загон», собрано
посредством STM-острия
Схема актуатора, состоящего из
двух листов однослойных
нанотрубок, удерживаемых
вместе двустороннем скотчем
10
Микроструктура с элементами
шириной 80 нм и шагом 200 нм,
изготовленная на кремниевой
пластине методом литографии с
использованием маски и
ультрафиолетового излучения с
длиной волны 248 нм
Фокусирующая линза БреггаФренеля для рентгеновского
излучения, полученная методом
электронно-лучевой литографии
на монокристаллическом
кремнии в Институте Пауля
Шерера (Швейцария)
11
Метод изготовления шестерёнок
путём прикрепления молекул
бензола к внешней стороне
углеродных нанотрубок
Схема перекатывания
адсорбированной молекулы С60 на
поверхности кристалла со
знакопеременными зарядами
атомов внешним вращающимся
электрическим полем
12
Схема размещения однослойной
углеродной нанотрубки на
кантилевере атомного силового
микроскопа
а) индуцированная ультрафиолетовым
светом цис-транс изомеризация
азобензола;
б) молекулярная машина, основанная на
индуцированных светом изомерных
превращениях азобензольного полимера,
который сокращается при переходе в цисформу, вызывая изгиб кантилевера
13
Схема управления процессом
переключения азобензола
посредством фотоизомеризации и
электрохимии, позволяющая
реализовать двухрежимный
переключатель
14
Схема электронного
переключателя, выполненного
на проводящей молекуле,
прикреплённой концами к
золотым электродам
Вольтамперные
характеристики электронного
переключателя
15
Манипуляции на уровне атомов
16
Схема работы электронного выключателя: a – бипиридиновая
группа находится в окисленном состоянии, и ток не идёт; b – в
результате присоединения электрона восстанавливается
бипиридиновая группа, и возникает ток
17
Электронно-микроскопические изображения и спектры фотолюминисценции наноструктур
InAs в матрице GaAs; 4ML – 4 монослоя InAs, P – стандартное давление мышьяка
18
2*10^(-6) Торр, формирующее трёхмерные напряжённые островки InAs
Схема лазера на основе нанокластеров InAs. В левой части показано
изменение длины волны фотона в соответствии с размерами
нанокластера, в правой части – схема устройства, включающего
нанокластеры InAs (треугольники), среду, состоящую из электронного
инжектора n-AlGaAs/n-GaAs, дырочного инжектора p-AlGaAs/p-GaAs и
19
электродов. Стрелкой показан выход светового излучения
Микрофотография наноразмерного Ni
20
Микрофотография наноразмерного Со
21
Магнитные кривые
Χ, emu/g
200
a
200
Χ, emu/g
c
150
b
100
H, Oe
-20000
50
-10000
0
10000
20000
-200
H, Oe
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
a) Образец Fe–Co (50/50);
b) Образец Co;
с) Образец Fe–Co (30/70) (The University of Texas)
22
a
b
c
Функции распределения по размерам:
a) кривые 1, 2 – кристаллитов Ni, рассчитанные по уширению дифракционного
рефлекса (111), кривые 3, 4 - кристаллитов и наночастиц Ni, рассчитанные по данным
МУР (нанопорошки 1, 3 и 2, 4 полученны в разных условиях);
b) частиц нанопорошков никеля (1, 2 – Ni без ПАВ, 3 – Ni + дифенил-4аминосульфокислоты натриевая соль), рассчитанные по кривым МУР в сравнении с
результатами обработки снимков РЭМ (гистограммы) [врезка: Зависимость
экспериментально определяемой из кривых МУР величины среднего размера частиц
никеля от коэффициента пропускания образца]
c) наночастиц Со, рассчитанные по кривым МУР (1 – без ПАВ; 2, 3 – с ПАВ и
23
стабилизатором, 4 – для фракталообразных НРМ)
d,
нм
150
160
c
d,
нм
b
d,
нм
160
a
210
150
140
190
140
130
170
120
150
110
110
130
100
100
110
130
120
0,08
0
0,16
0,24
0,2
CМе2+, моль/л
0,32
0,4
0,40
0,6
1,5
1,9
2,3
2,7
0
0,5
1,0
1,5
CN2H4, моль/л
3,1
2,0
5,00
6,25
0
10
7,50
8,75
10,00
30
40
20
CN2H4, моль/л
Зависимость размера частиц соответствующих солей металлов
(Со – ∙∙∙∙∙ Ni – ––) от:
a) концентрации соответствующих солей металлов;
b) концентрации восстановителя; c) концентрации NaOH
24
a) параметры решетки ОЦК фазы FeCo и смешанной Fe-Co-гидроксидной фазы;
b) параметр решетки ГЦК фазы FeCo;
c) параметр решетки ГЦК фазы FeNi
(● – без предварительной обработки, ▲ – после прогрева до 700 ˚С)
25
ДМА для НРМ FeNi:
1 – кривая TG; 2 – кривая DTA, 3 – кривая DTG,
4, 5, 6 – ионные токи соответственно для H2O, O2 и CO2
26
σ, Г*см3/г
σ, Г*см3/г
120
200
150
1
80
2
40
0
-40
-15
H (кЭ)
-10
-5
0
5
10
4
-150
-200
-80
-120
3
100
50
0
-50
-100
15
-15 -10 -5
H (кЭ)
0
5 10 15
Намагниченность систем
Fe-Ni (1:1) – кривые 1, 2; Fe-Co (1:1) – кривые 3, 4
при 50 ˚К (1, 3) и 300 ˚К (2, 4)
27
Благодарим
за
внимание!!!
28