Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 4 стр.

                                   4

      Наночастицы и нанослои широко применяются в современной тех-
нике. Многослойные наноструктуры нашли применение в производстве
микроэлектронных устройств. Примером могут служить слоисто неодно-
родные наноструктуры – сверхрешётки, в которых чередуются твёрдые
сверхтонкие слои (толщиной от нескольких до ста параметров кристалли-
ческой решётки или ~1-50 нм) двух различных веществ – например, ок-
сидов. Такая структура представляет собой кристалл, в котором наряду с
обычной решёткой из периодически расположенных атомов существует
сверхрешётка из повторяющихся слоев разного состава. Благодаря тому,
что толщина нанослоя сравнима с дебройлевской длиной волны электро-
на, в сверхрешётках на электронных свойствах реализуется квантовый
размерный эффект. Использование эффекта размерного квантования в
многослойных наноструктурах позволяет создавать электронные устрой-
ства с повышенными быстродействием и информационной ёмкостью.
Простейшим электронным устройством такого типа является, например,
двухбарьерный диод AlAs/GaAs/AlAs, состоящий из слоя арсенида галлия
толщиной 4 нм, расположенного между двумя слоями арсенида алюминия
толщиной 1,5-2,5 нм.
      Большой интерес привлекают магнитные наноструктуры, в которых
проявляется гигантское магнетосопротивление. Они представляют собой
многослойные плёнки из чередующихся слоев ферромагнитного и немаг-
нитного металлов, например, в наноструктуре Co-Ni-Cu/Cu чередуются
ферромагнитный слой Co-Ni-Cu и немагнитный слой Сu. Он имеет тол-
щину порядка длины свободного пробега электрона, т. е. несколько де-
сятков нанометров. Меняя напряженность приложенного внешнего маг-
нитного поля от 0 до некоторого значения, можно так изменять магнит-
ную конфигурацию многослойной наноструктуры, что электросопротив-
ление будет меняться в очень широких пределах. Это позволяет исполь-
зовать магнитные наноструктуры как детекторы магнитного поля. В нано-
структуре Co-Ni-Cu/Cu наибольшая величина гигантского магнетосопро-
тивления получена для очень тонких слоев Сu – около 0,7нм.
      Так, диаметр экситона в полупроводниках составляет от десятков до
сотен нанометров, расстояние между стенками доменов в магнитных ма-
териалах доходит до нескольких сотен нанометров. Это открывает воз-
можность перехода к новому поколению материалов, свойства которых
меняются с помощью регулирования размеров и формы составляющих их
структурных элементов (частиц, зёрен, кристаллитов). Таким образом, в
самом широком смысле слова под размерными эффектами следует пони-
мать комплекс явлений, связанных с изменением свойств вещества вслед-
ствие:
      1) непосредственного изменения размера частиц,
      2) вклада границ раздела в свойства системы,
      3) соизмеримости размера частиц с физическими параметрами, име-
ющими размерность длины.
      Благодаря отмеченным особенностям строения, нанокристалличе-