690 likes | 1.06k Views
النانوتكنلوجيا تألق الصغير. د . نوّار ثابت أستا ذ، قسم الفيزياء جامعة الملك فهد للبتر ول والمعادن Email: natabet@kfupm.edu.sa. الملتقى الأول لكليات التربية للبنات جده، 23 /04/ 2006. النانوتكنلوجيا: تعريف المادة النانوية ، مميزاتها وتطبيقاتها من رؤية الذرات إلى النانوإلكترونيات.
E N D
النانوتكنلوجيا تألق الصغير د . نوّار ثابت أستا ذ، قسم الفيزياء جامعة الملك فهد للبترول والمعادن Email: natabet@kfupm.edu.sa الملتقى الأول لكليات التربية للبنات جده، 23 /04/ 2006
النانوتكنلوجيا: تعريف • المادة النانوية ، مميزاتها وتطبيقاتها • من رؤية الذرات إلى النانوإلكترونيات
نانوتكنلوجيا Nano Technology Nanos (قزم) Tecno- logia logia كلام، معرفة Tecnh حرفة ، عمل يدوي تقنية Technique
التكنلوجيا عملية توظيف المعرفة العلمية لتصنيع منتجات جديدة التكنلوجيا ليست تقنية بل معارف وتقنيات توظّف لتطوير عملية إنتاجية ما.
10-9نانو: متر 10-9 1 نانومتر = نانوتكنلوجيا تكنلوجيا تتعامل مع الكائنات النانومترية كالذرة أو مجموعة من الذرات أو الجزيئيات H2O 0.1nm C60 Si
المادة النانوية : مميزاتها وتطبيقاتها (Ohm) قانون أوم I D V J = ne v I = V/R, R =rL/A
الأجهزة الكاشفة للغازات Gas Sensors ZnO film
Gas Nanosensorsنانوكاشفات للغازات (2004) ن. ثابت
ZnO Nanolaser نانوليزر Peidong Yang, Eicke Weber, Richard Russo Science 2001 N. Tabet, unpublished
+ + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - امتصاص الجسيمات النانوية للضوء كرات ذهبية: تناغم عند تردد واحد قضيبات نانوية: تناغم عند ترددين
50 nm < 60 nm امتصاص كرات ذهب نانوية للضوء (Mie)التوقعات النظرية النتائج التجريبية experimental Link et al., J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8410
1.94 2.35 2.48 3.08 3.21 100 nm 110 nm الخواص الضوئية للجسيمات النانوية B. Nikoobakht, M.A. El-Sayed, Chem. Mater.2003, 15, 1957 J. Pérez-Juste et al., Appl. Surf. Sci. 2004, 226, 137
تألق الجسيمات النانوية إلكترون تتألقSi جزيئات Ec - Si: مادة عتماء + ثقب Ev E(d) = Egap + h2/2m’d2 – 1.8e2/2πεε0d Quantum Confinement انحصار الكم
1 nm 2.9 nm 1.67 nm 2.15 nm النانوية Siتألق حبيبات Sizes 1 nm Si29H24 M. Nayfeh, J.l Therrien, and Z. Yamani,
تتبع مسار الفايروس إلى قلب النواة !!!! Nano Letters Vol. 2, No. 10, 2004.
كرات ذهب نانوية للقضاء على الخلايا السرطانية
Nanorice أكسيد الحديد في شكل حبات”أرز“ نانوية Hui Wang/Rice University 12 April 2006
آية في صغر مخلوقات البحر صدفة 97% CaCO3 كربونات الكالسيوم 3000 مرة أكثر صلابة من كربونات الكالسيوم
بنية العظام تحت مجهر القوة الذرية أبعاد الحبيبات: 50 nm x 50nm x 2nm 250m2/g السطحية المساحة Johannes H. Kindt, Georg E. Fantner, Philipp J. Thurner, Georg Schitter, Paul K. Hansma. In-Situ Shape and Size. Submitted to Bone, January 2005.
النانوتكنلوجيا من رؤية الذرات إلى النانوإلكترونيات
1951 هناك مجال واسع في الأسفل! There is Plenty of room at the bottom By Richard Feynman , APS Annual Meeting, 29 Dec. 1959http://www.zyvex.com/nanotech/feynman.html • آلات الحساب ضخمة فهي تملؤ الغرف. لماذا لا نجعلها أصغر؟ نجعل في قطر الأسلاك 10 أو 100 ذرة فتكون الدارات الكهربائية 1000 أنجستروم طولا. • جودة المجهر الإلكتروني غير كافية. لا يمكن أن يبين أقل من مسافة 10 أنجستروم! ويمكن أن نحسن قدرة المجهر الإلكتروني 100 مرة! وبذلك يمكن رؤية الذرات! • لن أتردد في التساؤل عن أحتمال تمكننا في المستقبل البعيد من ترتيب الذرات نفسها و بالطريقة التي نريد ....
أول كمبيوتر رقمي First Digital computer vacuum tube صّمام الإلكترونيّ ENIAC, 1945 27,000Kg, 1800 vacuum tubes, 140kW الحجم كبير و قدرته أقل من قدرة حاسبة الجيب !!
1931 المجهر الألكتروني النافذ Ernst Ruska, 1906-1988 1941: 1nm
المجهر الألكتروني النافذ يكشف عن النانومتر حد بيني في الذهب (JEOL 3010) www-drfmc.cea.fr/SP2M/Documents/Rapport-1996-1998/chap4/gbchap4.htm
المجهر النفقي الماسح الأبرة Tip
تفاعل الأبرة مع السطح إبرة ذرات السطح
48 ذرة حديد فوق سطح نحاسي http://www.almaden.ibm.com/vis/stm/stm.html
ذرات حديد فوق سطح نحاسي http://www.phys.uri.edu/~sps/STM/stm11.jpg
آلات ذات أبعاد نانوية : نانوبوت Nanobots
لماذا نجعل الأشياء كبيرة حيث تكفي صغارها ..؟!
ميلاد الألكترونيات الحديثة أول ترانزيستور(1947) البوابة Drainالساحب Source المصدر polySi oxide 1cm N+ N+ p-Si W. Shockley, J. Bardeen and W. Brattain (1947) Bell Lab. Channelالنفق
Moore’s Lawقانو مور 2003 2005 ~ 50 Million Transistor Chip ~ 350 Million Transistor Chip
نانوأنابيب الكربون Carbon Nanotubes Iijima (1991) http://www.lbl.gov/Science-Articles/Research-Review/Magazine/2001/Fall/features/02Nanotubes.html
نانوأنبوب الكربون http://www.lbl.gov/Science-Articles/Research-Review/Magazine/2001/Fall/features/05Imagining2.html
الأنبوب الكربوني: ترانزيستور نانوي نانوأنبوب كربون http://www.research.ibm.com/nanoscience/fet.html
نانوأنبوب كربون بدل موسفيت السليكون)Mosfet( Seidel et al Nano-letters- Vol. 5, 1, (2005) 147
الإلكترونيات الجزيئية Molecular Electronics Alessandro Troisi and Mark A. Ratner , Nanoletters,4 (2004) 591
الألكترونيات الجزيئية Molecular Electronics تحدي توصيل الجزيئيات
الخلاصة آفاق النانوتكنلوجيا ليست نانوية والسلام عليكم
قطعة سيليكون نانوية السمك تلتقط الفايروس !!!! Silicon diving-board detects virus Silicon diving-board detects virus 30nm thickness Rashid Bashir, Purdue University
(ZnO) نانوبلورات من أكسيد الزنك حضرت بجامعة الملك فهد للبترول و المعادن 2004 (2004) ن. ثابت