Кафедра
Инженерных дисциплин
 
Краснодонский факультет инженерии и менеджмента
Восточноукраинского национального университета
имени Владимира Даля
Сб, 21.10.2017, 05:07
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта

Форма входа

Категории раздела
Новости Факультета!!! [141]
Новости нашего региона [484]
Новости науки и техники [1126]
IT- новости [845]
Авто-новости [96]
Сообщения об интересных событиях [413]
Зарубежные новости [203]
Новости материаловедения [71]
Водород [27]
Сведения о влиянии водорода. Водородная энергетика.
Здоровье [125]
Новости образования [48]
Новости университета [43]
Новости Украины [70]
Разное [318]
Триботехника [1]
Компьютерные игры [42]
Программирование [9]
Подготовка к поступлению [162]

Поиск

Главная » 2012 » Февраль » 10 » Российские и немецкие учёные измерили прочность нанопроводов
06:27
Российские и немецкие учёные измерили прочность нанопроводов

Российские и немецкие учёные измерили прочность нанопроводов

При внедрении в различные электронные структуры и гибкие устройства нанопровода могут испытывать механические напряжения и деформироваться. Для определения их упругих характеристик коллектив российских и немецких учёных предложил неожиданно простое решение – по-новому использовать возможности атомно-силового микроскопа. Именно с помощью этого инструмента, который сегодня имеется практически в каждой физической лаборатории, оказалось возможным установить структурные дефекты нанопроводов.

С каждым годом наши компьютеры становятся всё мощнее, электронные приборы вбирают в себя всё больше функциональных возможностей и происходит активная миниатюризация устройств. Для того чтобы обеспечивать этот прогресс, исследователи постоянно находятся в поиске новых перспективных материалов и структур, к которым, несомненно, относятся и нанопровода.

Нанопровод по сути представляет собой очень тонкую проволоку, ширина которой лежит в нанометровом диапазоне, а длина на порядки больше ширины.

Огромный интерес представляет собой изучение нанопроводов, состоящих из полупроводников, например из GaAs, который входит в тройку наиболее используемых материалов в микроэлектронике. По сравнению с широко распространённой кремниевой электроникой, микросхемы, изготовленные из GaAs, обладают более высоким быстродействием и низким уровнем вредных шумов. Кроме этого, в научных журналах уже появлялись сообщения о создании подобных полупроводниковых структур на гибкой подложке. Возможно, уже не за горами создание гибкой электроники на их основе.

Но прежде чем нанопровода GaAs будут широко использоваться в устройствах, учёным придётся решить ряд вопросов. В частности, понадобится провести детальное изучение упругих и прочностных свойств нанопроводов, поскольку при размещении на подложке и внедрении в различные гибкие структуры они могут испытывать значительные механические напряжения.

Для исследования упругих свойств нанопроводов учёные Физико-технического института им. Иоффе РАН, Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики, а также Института Петера Грюнберга в Германии определяли модуль Юнга. Эта величина характеризует способность тела сопротивляться упругой деформации при воздействии внешних сил. Чем она больше, тем прочнее материал.

Для эксперимента учёные вырастили нанопровода на подложке GaAs с использованием каталитических капель Ga. В процессе синтеза эти капли адсорбировали Ga и As из паров, в результате чего происходил рост проводов в месте соприкосновения капель катализатора и подложки. Диаметр полученных нанопроводов лежал в диапазоне 115–180 нм, а длина – 1,5–2 мкм.

Измерение модуля Юнга проводилось с помощью атомно-силового микроскопа. В лабораториях он чаще всего используется для отображения рельефа достаточно плоских объектов.

Принцип его работы заключается в регистрации взаимодействия кантилевера с исследуемой поверхностью. Это взаимодействие регистрируется с помощью лазера, лучи которого, отражаясь от балки кантилевера, попадают на фотодиод и обрабатываются компьютером.

Однако учёные показали, что этот же микроскоп можно эффективно использовать для измерения упругих свойств нанопроводов. Для этого они подводили кантилевер вплотную к нанопроводу, наклонно лежащему на подложке, и, опуская и поднимая его, детектировали с помощью лазера изгиб балки кантилевера (рис. 1).

Обработав полученные данные, исследователи посчитали модуль Юнга нанопроводов – его среднее значение составило 42±5 ГПа. Это значение гораздо меньше величины модуля Юнга обычного, не нанометрового GaAs. Подобные явления не редкость: определённые свойства материала могут существенно изменяться при переходе размеров в нанометровый диапазон – именно такие эффекты интересны для изучения. Как поясняют сами учёные, низкая величина модуля Юнга может быть связана с наличием у нанопроводов различных структурных дефектов. Однако это предположение требует дальнейших исследований.

2012-02-07_082908.jpg Рис. 1. Схема эксперимента по определению модуля Юнга нанопроводов GaAs.

Одна из главных находок этой работы состоит в том, что обнаружение нанопроводов на подложке и измерение их упругих свойств можно проводить на одном устройстве – атомно-силовом микроскопе. Это обстоятельство делает метод оперативным и достаточно простым для исследования подобных нанообъектов.

Работа поддержана грантом РФФИ (№ 10–02–00784-а), грантом Президента для научных школ, а также Программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Основы фундаментальных исследований нанотехнологий и наноматериалов».

Источник информации:

П. А. Алексеев, М. С. Дунаевский, А. В. Стовпяга, M. Lepsa, А. Н. Титков Определение модуля Юнга нанопроводов GaAs, наклонно растущих на подложке. – Физика и техника полупроводников. – 2012. – том 46. – вып. 5.

1. nanojournal.ru

http://www.nanonewsnet.ru/news/2012/rossiiskie-nemetskie-uchenye-izmerili-prochnost-nanoprovodov
Категория: Новости науки и техники | Просмотров: 148 | Добавил: Professor | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Мы - Далевцы!

Календарь
«  Февраль 2012  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
272829

Архив записей

Наши партнёры
  • Кафедра гуманитарных и социально-экономических дисциплин
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Copyright MyCorp © 2017