Раздел 1. Переход от микротехнологии к нанотехнологии.

Развитие нанотехнологии и наноэлектроники приводит к необходимости уже не на словах, а промышленно осваивать нанометровый диапазон размеров элементов. В связи с этим неизбежным переходом возникает ряд технических, технологических и фундаментальных проблем, требующих своего разрешения. Их неординарность обуславливается исторически сложившейся особенностью нанотехнологии, заключающейся в том, что на одном поле нанонауки оперируют два совершенно разных и мало взаимодействовавших доселе научных направления: химическое, связанное с коллоидной химией и ультрадисперсным состоянием вещества, и физическое, связанное с развитием микроэлектроники и микротехнологии и базирующееся в основном на достижениях субмикронной технологии. Каждое направление имеет свои представления о приоритетах, устоявшуюся терминологию, методики работы, и, естественно, колоссальные амбиции и алчность руководства. Используются следующиетермины:

"нанотехнология" - совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба; в более широком смысле - этот термин охватывает также методы диагностики, характерологии и исследований таких объектов;

"наноматериал"- материал, содержащий структурные элементы, геометрические размеры которых, хотя бы в одном измерении, не превышают 100 нм, и, благодаря этому, обладающий качественно новыми свойствами, в том числе заданными функциональными и эксплуатационными характеристиками;

"наносистемная техника" - созданные полностью или частично на основе наноматериалов и нанотехнологий функционально законченные системы и устройства, характеристики которых кардинальным образом отличаются от показателей систем и устройств аналогичного назначения, созданных по традиционным технологиям;

"наноиндустрия" - вид деятельности по созданию продукции на основе нанотехнологий, наноматериалов и наносистемной техники. В результате этого эпического прорыва ученые наконец узнали, чем они занимаются и облегченно вздохнули. Финансирования нет, так хоть терминологией обеспечили.

2 Основные понятия квантовой механики. Волновой дуализм Де Бройля.

Волновой дуализм Де Бройля

4 Волновая функция. Уравнение Шредингера.

Волновая функция

Уравенение Шредингера

5. Уравнение Шредингера:

Рассмотрим случай свободной частицы, то есть когда U=0 или ,, подставим:

, решением этого дифференциального уравнение будет

- волновая функция свободной частицы

6 Квантование энергии частица в потенциальном ящике.

8 Квантовое состояние и вырождение

10 Энергетические зоны.

Энергетические зоны - совокупность возможных значений энергии валентных электронов в кристаллах.

Энергетические зоны:

- состоят из большого, но конечного числа очень близких уровней энергии; и

- разделены интервалами запрещенных значений энергии электронов (запрещенными зонами).

12 Энергия Ферми

14 Понятие о кристаллической решетке

- присущее кристаллам регулярное расположение частиц (атомов, их ядер, ионов, молекул, электронов), характеризующееся периодич. повторяемостью в трёх измерениях. Для описания К. р. достаточно знать размещение частиц в элементарной ячейке, повторением к-рой путём параллельных переносов (трансляций) образуется структура кристалла. Элементарная ячейка К. р. имеет форму параллелепипеда, построенного на векторах а 1, а2, а3. Она может быть выбрана разл. способами (рис.). Существование К. р. объясняется тем, что равновесие сил притяжения и отталкивания между атомами, соответствующее минимуму потенц. энергии системы, достигается при условии трёхмерной периодичности.