150 likes | 400 Views
РАЗМЕРНЫЕ ПОРОГОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В НАНОТЕХНОЛОГИИ. Н.Н.Герасименко профессор, начальник НИЛ «Радиационные методы технологии и анализа» Национальный исследовательский университет «Московский государственный институт электронной техники»
E N D
РАЗМЕРНЫЕ ПОРОГОВЫЕ ЭФФЕКТЫ В НАНОТЕХНОЛОГИИ Н.Н.Герасименко профессор, начальник НИЛ «Радиационные методы технологии и анализа» Национальный исследовательский университет «Московский государственный институт электронной техники» Физический институт им П.Н.Лебедева РАН, ведущий научный сотрудник (499)734-30-11, rmta@miee.ru
Melting Point of Gold Particles The melting point decreases dramatically as the particle size gets below 5 nm Source: Nanoscale Materials in Chemistry, Wiley, 2001
Percentage of Surface Atoms Source: Nanoscale Materials in Chemistry, Wiley, 2001
Surface to Bulk Atom Ratio • Spherical iron nanocrystals • J. Phys. Chem. 1996, Vol. 100, p. 12142
Nanomaterials in Catalysis • Surface chemistry is important in catalysis. Nanostructured materials have some advantages: - Huge surface area, high proportion of atoms on the surface - Enhanced intrinsic chemical activity as size gets smaller which is likely due to changes in crystal shape - Ex: When the shape changes from cubic to polyhedral, the number of edges and corner sites goes up significantly - As crystal size gets smaller, anion/cation vacancies can increase, thus affecting surface energy; also surface atoms can be distorted in their bonding patterns - Enhanced solubility, sintering at lower T, more adsorptive capacity
Зерно кварца. Диаметр менее 25 нм [Takumi Hawa, Brian Henz, and Michael Zachariah // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 1056 (2008)]
Травление кремния фокусированным ионным пучком (проявление пластических свойств) КДБ-10 (100) [Герасименко Н.Н., Чамов А.А., Медетов Н.А., Ханин В.А. // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36. – Вып. 21. – С. 38–45.]
Механические свойства наноматериалов. Обратный закон Холла-Петча СЭМ-изображение вытравленномпри помощи ФИП гребня в монокристаллической подложке Si.
Механические свойства наноматериалов. Обратный закон Холла-Петча СЭМ-изображение вытравленном при помощи ФИП гребня в монокристаллической подложке Si.
Нанокристаллическое золото Относительное изменение удельного электрического сопротивления нанокристаллического золота по сравнению с поликристаллическим в зависимости от дозы облучения 12С с энергией 60МэВ. [Y. Chimi, A. Iwase, N. Ishikawa, et al. // J. Nucl. Mater., 297 (2001)]
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния Доза P+ 3·1013см-2 Энергия 80 кэВ Дифракционный пик Si(004) Размер кристаллитов ~10 нм красн. – до облучения син. – после c-Si(004) por-Si(004)
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния Доза P+ 3·1013см-2 Энергия 80 кэВ Дифракционный пик Si(004) Размер кристаллитов ~40 нм красн. – до облучения син. – после c-Si(004) por-Si(004)
Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого кремния Доза P+ 3·1013см-2 Энергия 80 кэВ Дифракционный пик Si(004) - окисленный пористый кремний. Наличие механических напряжений σ~ 0,5 ГПа Размер кристаллитов ~50 нм красн. – до облучения син. – после c-Si(004) por-Si(004)