Сканирующая зондовая микроскопия

Электронная микроскопия

Основные литографические процессы

РАЗДЕЛ 2. ПРИБОРНО-МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Молекулярные нанотехнологии

Консолидированные наноматериалы

Углеродные наноструктуры

Основные физико-химические свойства углерода, особенности углеродной связи и гибридизации электронных орбиталей. Классические аллотропные формы углерода: графит и алмаз.

Структура фуллеренов с точки зрения геометрии и с позиций особенностей углеродных связей. Основные потенциальные применения фуллеренов.

Однослойные и многослойные нанотрубки. Основные механические, электрические и магнитные свойства нанотрубок.

Нанокристаллические материалы. Классификация твердых тел по их агрегатному состоянию. Нанокристаллическое состояние, как переход от аморфного состояния к поликристаллическому.

Нанокомпозиты, нанопористые материалы и магнитные наночастицы. Свойства нанокомпозитов, нанопористых материалов и магнитных наночастиц.

Технологии рекомбинантных ДНК. Способы доставки ДНК в организм (внедрение в бактерию, в бактериофаг или в космиду).

Стволовые клетки, их деление и побочные эффекты. Этические стороны вопроса, связанного с развитием наномедицины и потенциальной возможностью реализации в будущем «программы сверхчеловека».

Микролитография. Основные принципы. Фотолитография, как наиболее развитый метод. Предельное разрешение методов фотолитографии и влияющие на него факторы.

Литография в области глубокого УФ, рентгеновского излучения и электронная литография. Основные направления нанолитографии.

Физические основы электронной микроскопии. Методы получения контраста. Основные компоненты электронного микроскопа.

Просвечивающий и сканирующий электронный микроскопы. Предельное разрешение электронных микроскопов.

Устройство и принцип действия сканирующего туннельного микроскопа: туннельный сенсор, режимы постоянного тока и постоянной высоты. Ограничения сканирующей туннельной микроскопии.

Устройство и принцип действия сканирующего атомно-силового микроскопа: оптический силовой сенсор, силы межатомного взаимодействия, диапазоны сил при работе в контактном и бесконтактном режимах. Назначение и принципы работы обратной связи.

Основные типы сканеров, применяемых в сканирующем зондовом микроскопе. Основные типы кантилеверов, используемых в контактном и бесконтактном режимах атомно-силовой микроскопии. Параметры, влияющие на качество получаемых изображений.

Исследование магнитных свойств материалов. Микроскопия магнитных сил. Принцип работы, проблема топографических артефактов, качество получаемых изображений, требования к зондам.

Сканирующая лазерная конфокальная микроскопия. Принцип действия и реализация. Горизонтальное и вертикальное разрешение методики. Сравнение с обычной оптической микроскопией.

Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля. Преодоление оптического дифракционного предела, принцип действия, используемые типы зондов, основные режимы работы.

Для списка литературы: 1. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. М.: БИНОМ. 2005. 134.2. Головин, Ю. И. Введение в нанотехнику [Текст] / Ю. И. Головин. – М.: Машиностроение, 2007. – 496 с.3. Edward L.Wolf. Nanophysics and Nanotechnology. An introduction to Modern Concepts in Nanoscience/ Wiley-VCH Verlag CmbH & Co.KGaAA, 2004,p.1744. The Science and Technology of Carbon Nanotubes, Edited by Kazuyoshi Tanaka Kyoto University, Tokio Yamabe, Kenichi Fukui, Elsevier 1999, p. 2065. В.П.Драгунов, И.Г.Неизвестный, В.А.Гридчин, Основы наноэлектроники, Новосибирск, 2004, 496 с.6. А.И.Гусев «Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии» — Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 416 с.7. Мартинес-дуарт дж.М., Мартин-Палма Р.Дж., Агулло-Руеда Ф. «Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники» – Москва: Техносфера, 2007. - 368с.8. В.К. Неволин «Зондовые нанотехнологии в электронике» М.: Техносфера, 2005. – 152 с.9. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. Под ред. М.К. Роко, Р.С. Уильямса и П. Аливисатоса. Пер. с англ. - М.: Мир, 2002. - 292 с.10. Уве Хартманн. Очарование нанотехнологии. 2008 год. 192 стр.11. Карабасов Ю.С. научный редактор. Новые материалы. 2002 год. 735 стр.12. Дж. Уайтсайдс. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. 2002 год. 290 стр.13. Cуздалев. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. 590 стр. Интернет-ресурсы: 1. Интернет-энциклопедия: https://ru.wikipedia.org (статья «Нанотехнология»)2. Нанотехнологический портал: https://www.nanonewsnet.ru3. Портал Наноиндекс: https://www.nanoindex.ru4. Нанотехнологическое сообщество Нанометр: https://www.nanometer.ru5. Сайт компании «НТ-МДТ»: https://www.ntmdt.ru6. Сообщество Nano.Tex: https://www.nanotex.ru7. Национальный информационно-аналитический центр "Нанотехнологии и наноматериалы: https://www.iacnano.ru8. Российское общество сканирующей зондовой микроскопии и нанотехнологий: https://www.nanoworld.org