Нанотехнологии в металлургии
СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ
жүктеу/скачать 0.95 Mb.
|
| СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ
Значительное уменьшение размеров тела в одном или более измерениях ведет к кардинальным изменениям его характеристик. В целом, физическим свойствам любого материала соответствует некоторая критическая длина, например, длина диффузии тепловых нейтронов или длина затухания. Наноструктуры отличает и наделяет их особенными свойствами именно то, что их размеры меньше релевантной критической длины. Соответственно, электронные состояния наноструктур квантуются, следствием чего и являются новые и обычно поразительные электрические, тепловые, магнитные, оптические и механические свойства. Таким образом, наноструктуры представляют собой и научный, и практический интерес, поскольку их физико-химические свойства можно задавать и тонко регулировать через изменение форм и размеров составляющих элементов на наномасштабе. Это, в свою очередь, открывает широкие возможности для создания инновационных материалов и устройств. Энергетическим спектром (т. е. совокупностью дискретных значений собственных энергий) квантовой ямы, квантовой проволоки или квантовой точки можно управлять через изменение: размера и формы области ограниченного состояния; силы ограничивающего потенциала. Как следствие, контроль над физико-химическими свойствами наноструктур ограничивается лишь точностью используемых экспериментальных методов создания таких малоразмерных структур. Данная ситуация резко отличается от ситуации с квантовыми явлениями, многие из которых были описаны еще в начале XX в., но наблюдение которых оставалось невозможным до 1960—1970-х гг., когда были созданы подходящие для этого методы наблюдения и производства наноструктур. Производство структур на наномасштабе ограничено не только принципиальными возможностями доступных технологий, но и другими неизбежными практическими факторами. Неизбежные несовершенства, влияющие на свойства любого материала, могут кардинально изменять свойства наноматериалов. К примеру, такие факторы, как разброс размеров и формы структур и наличие в материале примесей, дефектов, остаточных напряжений и т. д., имеют огромную важность для нанос груктур. жүктеу/скачать 0.95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|