нанотехнологии

В учебном пособии излагаются физические основы волноводной оптики. Основное внимание уделено математическому обоснованию функционирования устройств фотоники, применяемых в оптических системах передачи сигналов: направленных ответвителей, оптических коммутаторов, электрооптических, акустооптических, электроабсорбционных модуляторов, мультиплексоров и демультиплексоров, оптических волокон и созданных на их основе волоконных брегговских решеток различного назначения.

В книге изложены современные принципы построения, методы расчета и проектирования микросистемных датчиков физических величин и измерительных систем на их основе. Приведены примеры разработок новых изделий.

За последнее время произошли изменения не только в номенклатуре световых микроскопов, но появились и новые направления и виды приборов для технических целей. По-прежнему остаются важными вопросы, связанные с технологией изготовления, измерения, оценки качества оптических систем, а так же с их тестированием с помощью микроскопических методов исследования. В книге рассмотрены вопросы применения и классификации технических микроскопов, в том числе внимание уделено приборам для микроэлектроники.

Рассматриваются физические основы функционирования современных полупроводниковых приборов. Даны общие сведения о полупроводниковых приборах группы диодов и биполярных транзисторах. Рассмотрены элементы кристаллографии, атомной и квантовой физики. Приведена статистика электронов и дырок в полупроводниках.

Рассмотрены основные свойства электромагнитных волн, законы распространения, отражения и преломления, законы кристаллооптики, электронная теория дисперсии, физические эффекты, используемые для преобразования оптического излучения, законы распространения электромагнитных волн по световодам, основные компоненты устройств интегральной оптики, а также основные принципы ближнепольной оптики и микроскопии.

В книге изложены историческая справка становления и развития наноэлектроники, физические основы наноструктур и приборов наноэлектроники, физические и микросистемные основы построения элементной базы приборов и устройств направлений развития функциональной электроники.

В учебнике изложены общие представления о нанотехнологии, ее концептуальные проблемы. Затронуты вопросы самоорганизации и синергетики в наномире, проанализированы возможности нанометрологии. Рассмотрены специфические особенности и проблемы наномира.

Учебник содержит общие представления о предмете нанотехнологии, понятия нанонауки и наномира и их отличие от представлений классической и квантовой физики. Описаны проблемы перехода от микротехнологии к нанотехнологии и особенности наноразмерного состояния вещества, основные традиционные и специфические проблемы нанохимии и нанофизики, проблемы чистоты поверхности материала и вещества.

В данном учебном пособии обобщены теоретические представления и фундаментальные закономерности явлений, лежащих в основе спинтроники. Также рассмотрены принципы функционирования и конструкции спинтронных элементов и систем для обработки информации.

В учебнике изложены основные физические и химические свойства наночастиц, наноматериалов, наноструктур - объектов нанотехнологий. Рассмотрены ряд примеров нанотехнологических процессов, а также современных методов изучения нанообъектов. Материал разделен на главы, в каждой из которых имеется теоретическая часть, контрольные вопросы для самоподготовки и небольшие тесты открытого типа. В ряде глав представлены задачи для самостоятельного решения и примеры их решения, а в конце пособия приведен словарь основных терминов, используемых в изучаемой дисциплине.

Сейчас как средство быстрого решения почти всех современных целей и вызовов, стоящих перед человечеством, как своеобразная чудодейственная панацея, рассматриваются нанотехнологии. Оправдан ли этот эйфорический оптимизм и как можно воплотить нанотехнологические мечты в реальность?

Цель учебника — дать углубленное изложение главных направлений применения наноматериалов в повседневной жизни. В учебнике отражено использование наноматериалов в медицине, косметологии, производстве пищевых продуктов и упаковке, окружающей среде, для строительства и защиты поверхностей, в одежде и текстильных изделиях, а также в качестве умной электроники и сенсоров.

В пособии рассмотрены некоторые разделы общей физики и квантовой механики, имеющие отношение к электронике и радиофизике. Изложены краткие сведения и основные представления и закономерности в области волнового движения, уравнений Максвелла, квантовой механики и строения атома, термодинамики и статистических распределений.

Современные тренды мирового экономического развития связаны с активным внедрением нанотехнологий в хозяйственный процесс, что во многом обеспечивает конкурентоспособность бизнеса. Новый этап развития во многом связан с разработкой и практическим внедрением достижений науки в области нанотехнологий, а применение нанокомпонентов способно изменить свойства традиционной продукции, что позволяет сделать ее также более конкурентоспособной.

В пособии изложены физико-химические закономерности процессов, протекающих в ходе спекания. Рассмотрена взаимосвязь технологических параметров с микроструктурой и свойствами керамических, композиционных и наноматериалов, описаны методы прогнозирования и регулирования их основных физических и эксплуатационных характеристик.

Развитие материаловедения во многом определяет прогресс современного машиностроения. Создание новых материалов и разработка передовых технологий не только позволяют уменьшить массу машин, приборов и конструкций, но и дают возможность создать новые, не имеющие аналогов механизмы. Разработка материалов стимулирует появление новых технических идей и проектов, с прогрессом материаловедения связано развитие традиционных отраслей промышленности: машиностроения, химии, строительства, транспорта, судостроения.

Систематизированы и обобщены данные о влиянии термических, радиационных, деформационных и коррозионных воздействий на структуру и свойства консолидированных наноматериалов на основе металлов, сплавов и тугоплавких соединений. Описаны основные теоретические подходы к моделированию стабильности наноструктур в экстремальных условиях.

Подробно рассмотрены фундаментальные физические эффекты и электронные процессы, характерные для наноразмерных структур. Описаны принципы функционирования и типы наноэлектронных приборов для обработки информации. Приведены нанотехнологические подходы, позволяющие формировать приборные структуры наноэлектроники и спинтроники.

В книге под редакцией известных ученых собраны статьи и обзоры видных специалистов в области нанотехнологий, посвященные растровой электронной микроскопии (РЭМ). С помощью РЭМ можно изучать свойства наночастиц, нанопроволок, нанотрубок, трехмерных наноструктур, квантовых точек, магнитных наноматериалов, фотонных кристаллов и биологических наноструктур.

Рассмотрены основные твердотельные датчики, применяемые преимущественно в наукоемких областях (точная механика и оптика, микро- и наноэлектроника. атомная энергетика, военное дело): датчики на основе гальваномагнитных эффектов, датчики давления, температуры и теплового излучения, скорости и ускорения, газоанализаторы, датчики влажности, изображения, детекторы радиоактивного излучения, актюаторы и сенсоры вакуумно-плазменных технологий. обеспечивающие высокое качество продукции при изготовлении указанных датчиков.