Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. Булыгина Е.В - 3 стр.

         1. НАНОРАЗМЕРНЫЕ СТРУКТУРЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ,
                 ФОРМИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ

                 1.1. Общие сведения о наноразмерных структурах
      На сегодняшний момент можно с уверенностью сказать, что изучение наноразмерных
структур (далее – наноструктур) относится к направлению «нанотехнологии». Важными
составляющими этого научно-технического направления является разработка и изучение
наноструктурных материалов (далее – наноматериалов), наноразмерных объектов (далее –
нанообъектов), способов их совмещения, а также исследование свойств полученных
наноструктур в различных условиях.
      Под наноматериалами (нанокристаллическими, нанокомпозитными, нанофазными,
нановолокнистыми, нанопористыми и т.д. [6,7]) принято понимать материалы, основные
структурные элементы (кристаллиты, волокна, слои, поры) которых не превышают т.н.
нанотехнологической границы - 100 нм (1 нм = 10–9 м), по крайней мере в одном
направлении1. Ряд исследователей высказывает мнение, что верхний предел (максимальный
размер элементов) для наноструктур должен быть связан с неким критическим характерным
параметром: длиной свободного пробега носителей в явлениях переноса, размерами
доменов/доменных стенок, диаметром петли Франка-Рида для скольжения дислокаций,
длиной волны де Бройля и т.п. В задачу исследований входит установление многообразных
связей между свойствами и структурой материалов с выявлением оптимальных
наноструктур, что осуществляется в тесной связи с технологией изготовления и
последующей эксплуатацией наноструктурных материалов.
      Общепринятым подходом к определению нанообъектов является положение о том, что
к ним относятся такие объекты, размеры которых хотя бы в одном из пространственных
направлений составляют примерно 0,1..100 нм [5] - это так называемые малоразмерные
объекты. Стоит отметить, что объекты, имеющие малые (менее 100 нм) размеры могут быть
разделены на нульмерные/ квазинульмерные
(квантовые точки, сфероидные наночастицы),
одномерные/      квазиодномерные       (квантовые
проводники,        нанотрубки),        двумерные/
квазидвумерные (тонкие пленки, поверхности
разделов)      и     трехмерные/квазитрехмерные
(многослойные структуры с наноразмерными
дислокациями, сверхрешетки, нанокластеры) по
количеству направлений в которых линейные
размеры L >> 100 нм. Также особое место занимают
структуры с дробной размерностью D (фракталов) 1
< D < 2 или 2 < D < 3 (гетероструктуры,
квазирешетки из квантовых точек и квантовых ям)
[5]. Соответствующий подход применим и к                    Рис. 1.1.1. Наноструктуры
наноструктурам, только в случае наноструктур речь
                                                             различной размерности
идет о структурных элементах (рис. 1.1.1).
Размерные характеристики некоторых современных
систем даны в табл. 1.1.1 [25].




1
       Здесь не рассматриваются традиционные материалы (например, дисперсно-упрочненные или обычно
деформируемые), мелкие элементы в структуре которых занимают незначительный (не более 10%) объем.

                                                                                                     3