Нанотехнологии - будущее современного общества. На физико-математическом факультете готовят специалистов в этой области на специализации «Физика наноструктур» - презентация

1 Нанотехнологии - будущее современного общества. На физико-математическом факультете готовят специалистов в этой области на специализации «Физика наноструктур»

2 Спектроэллипсометр - инструмент для определения оптических характеристик наноструктурированных пленок

3 Подготовка к эксперименту

4 Освоение компьютерного моделирования в лаборатории «Высоких технологий» физико- математического факультета

5 Работа на учебном туннельном микроскопе

6 Студенты физико-математического факультета осваивают вакуумную технологию

7 Научная работа ведётся на базе Межвузовской лаборатории «Высоких технологий» Чувашского и Московского госуниверситетов

8 Межвузовская лаборатория высоких технологий Московского государственного университета и Чувашского государственного университета

9 Последние разработки лаборатории это легированные углеродные пленки с изменением электрических свойств - от проводника до изолятора. Среди них особенное место занимают пленки линейно- цепочечного углерода

10 Модель пленки линейно-цепочечного углерода σ1σ1 σ2σ2 Удельное проводимость вдоль углеродных цепочек σ1 и перпендикулярно σ2 различаются на шесть порядков σ1 /σ2 ~10 6.

11 σ- связь π - связь Фрагмент участка молекулы ЛЦУ Электронная структура молекулы линейно-цепочечного углерода

12 ТвердостьВарьируется от 4000 до 9000 HV Адгезия Адгезия на большинстве подложек (включая нержавеющую сталь, стекло, силиконовую резину) сильнее связей внутри подложки Толщина пленки До 10 мкм (на твердых подложках). Рекомендуемая толщина для большинства применений А Скорость роста пленки 1000 А/мин Покрываемые площади До 150х150 мм. Более крупные детали могут покрываться при их вращении. Износостойкость Чрезвычайно высокая, при малых нагрузках износостойкость ЛЦУ превосходит алмазоподобные пленки в 2.5 раза Морфологическа я поверхность Очень гладкая и однородная поверхность, шероховатость порядка 1 А Коэффициент трения

13 Применение разработок ученых физико-математического факультета

14 Пленка линейно-цепочечного углерода свободно лежащая на пленке золота имеет атомно-гладкую поверхность Пленка золота

15 50Å Плотность записи зависит от выбора площади записывающего электрода. На рисунке представлена структура поверхности пленки полученная атомно-силовым методом. Расстояние между цепочками Углерода равно 5Ǻ. выделенный круг предполагаемый диаметр электрода равный ~50Ǻ. В этом случае плотность записи составит бит /мм 2. 5Å5Å

16 Применение разработок ученых физико-математического факультета

17 Сворачиваемость крови на поверхностях различных материалов

18 тромборезистентность биосовместимость бактериоцидность и бактериостатичнось

19

20 Вживлен полимер покрытый ЛЦУ Полимер извлечен

21 Вживлен объект из нержавеющей стали Объект извлечен

22 Височно- нижнечелюстное эндопротезирование

23

24

25 Применение разработок ученых физико-математического факультета

26 Изменение электрических свойств пленок линейно-цепочечного углерода Вольт-амперная характеристика пленки, легированной азотом Вольт-амперная характеристика пленки, легированной серой

27 Вольт-амперная характеристика диода с пленкой линейно- цепочечного углерода, легированной серой, с использованием в качестве барьера плёнки ta-C Толщина плёнки линейно- цепочечного углерода 500Å,толщина плёнки ta-C 200 Å электроды Действующая модель диода

28 Применение разработок ученых физико-математического факультета

29 расстояние между цепочками углерода 5Å углерод 0,67 Å 1,45Å 2,1Å атом серебра Пространственная структура пленки линейно-цепочечного углерода позволяет интеркалировать (внедрять) атомы других элементов

30 Пленка линейно- цепочечного углерода Пленка серебра Кварцевое стекло Схема эксперимента по интеркалированию

31 Интеркалирование атомов серебра в пленку ЛЦУ Термообработка при С Топограммы поверхности до и после термообработки

32

33 Применение разработок ученых физико-математического факультета

34 Электронная эмиссия пленки ЛЦУ Измерения проведенные в лаборатории МГУ Измерения проведенные в лаборатории фирмы Samsung

35 Стрелкой указано свечение 4 ваттной лампы накаливания Использование эмиссионных свойств пленки

36 Опытный образец светильника

37 Тип высокоэффектив ных экономичных источников света Максима льная яркость, лм Световая эффектив ность, лм/Вт Срок службы, тыс.ч. Лампы накаливания Галогенные лампы накаливания Газонаполненные люминесцентные лампы Источники света с холодным катодом на основе ЛЦУ

38 Материа л Работа выход а электр онов (эВ) Пор ог эмис сии (кВ/ мм) Плотность тока (А/см 2 ) Крутизна вольт-амперной характеристики (мА*мм/кВ*cм 2 ) (при I = 4.5 mA/cм 2 ) Нанотру бки х10 -3 при 5.0 кВ/мм 3.6 Микрогр афит х10 -3 при 5.0 кВ/мм 5.6 а-алмаз 560.3х10 -3 при 8.5 кВ/мм 2.5 ЛЦУ х10 -3 при 1.1 кВ/мм 43.5

39 УСТАНОВКА ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО СИНТЕЗА ПЛЕНОК ЛИНЕЙНО-ЦЕПОЧЕЧНОГО УГЛЕРОДА в лаборатории физико-математического факультета

40