8.Нанодисперсиялар. Ленгмюр-Блоджетт ұлпалары. Табиғаттағы фотондық кристалдардың қолданулары. Нанодисперсия, наноэмульсия немесе наносұйықтық - 0,1–100 нм тән өлшемі бар бөлшектер мен бөлшектер агломераттары бар сұйықтық. Мұндай сұйықтықтар сұйық еріткіштегі нанобөлшектердің коллоидты ерітінділері болып табылады. Қоспалардың шағын өлшемдеріне байланысты мұндай жүйелер ерекше физикалық-химиялық қасиеттерге ие.
Лангмюр-Блоджетт технологиясы — қатты субстраттың бетіне Лэнгмюр қабықшаларын (сұйықтық бетінде түзілетін амфифильді қосылыстардың моноқабаттары) беру арқылы моно- және көп молекулалы қабықшалар алу технологиясы.
Фотонды кристал – периоды жарықтың толқын ұзындығымен салыстыруға болатын периодты түрде өзгеретін өткізгіштігі немесе біртексіздігі бар қатты денелі құрылым.
Кристаллдар кейбір мазерлерде микротолқындарды күшейту үшін және лазерлерде жарық толқындарын күшейту үшін қолданылады. Пьезоэлектрлік қасиеттері бар кристалдар радиоқабылдағыштар мен радиотаратқыштарда, пикап басқыштарында және сонарларда қолданылады.
9. Гетероқұрылымдар. Нанокристалдық материалдар. Талшық жарық диодтарына қарағанда фотондық кристалдың ерекшеліктері. Гетероқұрылым– жолақ саңылауы немесе электронды жақындығы бойынша ерекшеленетін әртүрлі материалдардың қабаттарынан тұратын субстратта өсірілген құрылым.
Нанокристалды материалдар – кристалл өлшемдері 100 нм-ден аз материалдар. Қасиеттердің жиынтығы бойынша олар соңғысының құрылымы көлденең бағытта 5-10 мкм-ден аспайтын түйіршікті өлшемі бар ұсақ түйіршікті болса да, химиялық құрамы бірдей қарапайым материалдардан айтарлықтай ерекшеленеді.
16. Сканерлеу процесі. Қос металдық дене арасындағы туннельдік ток формуласы. Графиттің буландыру тәсілдері. Зонд микроскопиясының жұмыс істеу принципін түсіндіру үшін, зонд пен үлгі арасында өзара әрекеттесуінің күші қарастырылады.Өзара әрекеттесу күштері атомаралық қашықтықтар артқанда шапшаң азаяды.Зонд пен үлгі әрекеттесуінің ең үлкен үлесін зонд ұшында мен үлгінің көршілес атомдары арасында пайда болатын күш келтіреді.Егер атом радиусының жартысынан төмен қашықтыққа зондты орын ауыстыруын меңгерсек және сол кезде әрекеттесу күші қалай өзгеретінін өлшесек, беттіктегі бөлек атомдарды «сезуге» болады.Мұндай процесс үлгінінің сканерлеу процесі деп аталады. Сканерлеу кезінде жинақталған мәліметтер компьютер көмегімен өңделеді. Соның нәтижесінде бөлек атомдарының орналасуы көрінетін беттігінің кескіні алынады.
СТМ(Сканерлеу туннельдік микроскоп) арқылы диэлектриктің кескінін алуға болмайды. СТМ жұмысы негізіндегі физикалық принциптерінде тоқсасақ,сканерлеуші ине мен беттік атомдарының толқындық функциялары қиылысқанда электрондардың туннельдеу процесі өтуін айтып кету керек.Қос металдық дене арасындағы туннельдік ток туннельдік эффектісінің формуласына сәйкес келесі теңдеумен сипатталынады:
I=10exp(-C(jz)1/2) мұнда C – 10.25 (эВ•нм)-1/2: j – потенциалдық тосқауылдың биіктігі;z – электродтар арасынадғы қашықтық; I – туннелдік тогы
Фуллерендердің ашылуына әкелген алғашқы эксперименттерде импульсті лазер шоғымен графит буландырылды. Графиттің буландыруы 2000К жоғары температурада өткізіледі.Мұнда фуллерендер милиграмдық мөлшерде синтезделеді.
Инертті газ ағынында графит электродтары арасындағы электр доғада графиттің буландыру мен десублимациясы фуллерендердің лабораторияда алу әдісі кеңінен таралған. Жағдайлардың көбісінде инертті газ ретінде гелий қолданылды.Бұл процестің зертханалық вариантын В.Кретчмер мен Р.Хоффман ұсынған. Процесте анод шығындалады және екі өнім өндіріледі: реакциялық камера қабырғаларында фуллеренқұрамды күйе және тығыз күйежентектелген катодтық тұңба. Күйеге буландырылатын графиттің тек 30-40% айналады. Доғадағы температура 4000 К құрайды.
6 мм диаметрлі графит аноды пайдаланғанда фуллерендердің максимал шығуы 10-15% құрайды. Бұл жағдайда анод пен катодтың арақашықтығы 3-5 мм, ток күші 80 А және гелийдің қысымы 106 кПа (800 мм сын.бағ.) болу қажет.Токтың шамасы емес оның тығыздығы негізгі параметр болып табылады. Сондықтан анод геометриясының өзгеруі фуллерендерді алуға тиімді ток күшін өзгертеді.
