Nanostrukture

1. Nanostrukture Antonija Šarić Damir Juretić Davor Grdić Matea Filipović

2. Nanostrukture: • sve tvari čija je barem jedna dimenzija na nano skali odnosno u području 0.1i 100nm • Svrstava se u nešto između bakterije i molekule • Velika površina u odnosu na volumen • Neobična svojstva izazvana kvantnim pojavama • Njen oblik i fizikalna svojstva ovise o veličini što nije slučaj za tvar na mezoskopskoj ili makroskopskoj skali

3. Nanostrukture: • Promjenom veličine mijenja se struktura, a sukladno tome i fizikalna svojstva i obrnuto fizikalna svojstva utječu na strukturu • Tunelski mikroskop – prvi put omogućio uvid u strukturu tvari na atomskom nivou – dao mogućnost manipulacije pojedinačnim atomima • Popis različitih nanostruktura koje imaju neka interesantna svojstva i moguću tehnološku primjenu je svakim danom sve veći i veći!

4. Površinske nanostrukture: • Supported nano-structures • Najjednostavnija: ultra-tanki sloj, poluvodički ili metalni • Zbog utjecaja površine slojevite nanostrukture mogu poprimiti različite oblike. To znači da odabirom podloge i metala od kojeg radimo slojevitu nanostrukturu možemo stvoriti različite oblike nano tvari • na površini se mogu stvarati različite strukture, različitih dimenzija

6. 3D strukture • Velika specifična površina i druga vrhunska svojstva →značajan istraživački interes • U posljednjih 10 godina mnoge 3D strukture su sintetizirane • Važne zbog širokog spektra primjene u području katalizatora, magnetskih materijala, elektroda i baterija • Mogu poboljšati prijenos molekula • Nano kugle, nano čunjevi, nano cvijet

7. 3D strukture – nano cvijet • Nalikuje na cvijet, u nekim slučajevima na drvo – nano buketi, nano drveća • Oblici nanometarskih veličina – vidljivi samo elektronskim mikroskopom

8. 2D strukture • Kvantne jame - kvantizacija se događa u samo jednom smjeru, dok se čestica može gibati u preostala dva • Jedinstveni geometrijski oblici koje se mogu iskoristi kao građevni blokovi za ključne komponente nanouređaja • Mogu se koristiti za razvoj senzora, nano reaktora ili biti predlošci za druge 2D strukture • Nano listovi, nano zidovi, nano diskovi, nano prizme…

9. 2D strukture - nano list • Debljina: 1-100 nm • Grafen – najtanji dvodimenzionalni materijal na svijetu (1.34 nm) • Samo jedan sloj atoma ugljika sa šesterokutnom rešetkom

10. 1D strukture • Zatočenje čestice u dvije dimenzije što rezultira slobodnim kretanjem samo u jednom smjeru • Širok spektar mogućih primjena • Idealni sustavi za istraživanje velikog broja novih pojava na nano razinama i dimenzijskih ovisnosti • Budućnost – izrada elektroničkih i optoelektroničkih proizvoda • Utjecajna nano elektroniku, nano uređaje, alternativne izvore energije • Nano žice, nano cjevčice, nano pojasevi, nano vrpce

11. 1D strukture – nano žice • Kvantne žice – važni kvantnomehanički učinci • Različite vrste:metalne, poluvodičke, izolacijske • Molekularna nano žica je sastavljena od ponavljanja molekularnih jedinica, organskih i anorganskih • Budućnost - za povezivanje komponenata u iznimno malim krugovima – komponente od kemijskih spojeva

12. 1D strukture – nano šipke • Sinteza iz metala ili poluvodičkih materijala • Proizvodnja izravnom kemijskom sintezom • Primjena: mikroelektromehanički sustavi • ZnO nano šipke, zlatne nano šipke • Kationska razmjena – nova obećavajuća tehnika za sintezu nano šipki

13. 1D strukture – nano cjevčice • Ugljikove nano cjevčice mogu postići visoke temperature vrlo brzo • Zahvaljujući izvanrednim toplinskim sposobnostima moguće je stvoriti “nevidljivost” • Ugljikove nano cjevčice jesu malene, cilindrične molekule ugljika veličine 1/50 000 promjera ljudske vlasi, a koje imaju električna i strukturna svojstva. Ugljikove nano cjevčice imaju polovinu gustoće aluminija, 50 puta su jači od čelika, provode toplinu te se mogu ponašati kao metal ili poluvodič • http://www.youtube.com/watch?v=3YO4TTpYg7g

14. 0D strukture • Bezdimenzionalne strukture • Kvantiziraju se u sve tri dimenzije • Kvantne točke, šuplje sfere… • Proučavanje u svjetlosnim diodama(LED), solarnim ćelijama, tranzistorima i laserima

15. 0D strukture – kvantne točke • sferične nakupine poluvodiča • Različito velike sfere istog poluvodiča formirat će različite kvantne točke • Različite kvantne točke istog materijala – različiti apsorpcijski spektar • Primjena: medicina, LED rasvjeta – filtriranje svjetla u raznim bojama