Наноматериалы (200,00 руб.)

Стр.2

Стр.111

Стр.112

Стр.113

УДК 620.1:620.3(075.8) И 498 Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, профессор В.Я. Костюченко канд. физ.-мат. наук, доцент А.В. Каменская Работа подготовлена на кафедре полупроводниковых приборов и микроэлектроники для студентов III курса РЭФ направления 28.03.01 дневной формы обучения И 498 Наноматериалы: учебное пособие / В.А. Илюшин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – 114 с. Илюшин В.А. ISBN 978-5-7782-3858-9 Рассматриваются размерные эффекты в нанообъектах, классификация наноматериалов, их состав, строение, свойства, методы получения и методы исследования. Предназначено для студентов РЭФ, обучающихся по направлению 28.03.01 «Нанотехнологии и микросистемная техника» дневной формы обучения. УДК 620.1:620.3(075.8) ISBN 978-5-7782-3858-9 © Илюшин В.А., 2019 © Новосибирский государственный технический университет, 2019 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 3 1. Размерные эффекты .......................................................................................... 5 1.1. Термодинамические свойства ....................................................................... 6 1.2. Электронная структура .................................................................................. 7 1.3. Тепловые свойства ......................................................................................... 8 1.4. Изменение фазовых равновесий ................................................................... 9 1.5. Изменение температуры плавления наночастиц ....................................... 10 1.6. Изменение взаимной растворимости веществ........................................... 11 1.7. Изменение структуры .................................................................................. 11 1.8. Электропроводность .................................................................................... 12 1.9. Магнитные свойства .................................................................................... 14 1.10. Оптические свойства ................................................................................. 15 1.11. Химические свойства ................................................................................ 18 1.12. Механические свойства ............................................................................. 19 2. Методы получения наноматериалов ............................................................ 22 2.1. Методы синтеза «снизу-вверх» .................................................................. 22 2.1.1. Формирование наночастиц с использованием гомогенной или гетерогенной нуклеации ................................................................. 22 2.1.2. Осаждение из паровой фазы (Vapor-Phase Deposition) ....................... 25 2.1.3. Коллоидный синтез ................................................................................ 25 2.1.4. Синтез микроэмульсий .......................................................................... 26 2.1.5. Золь-гель синтез ..................................................................................... 29 2.1.6. Дуговой разряд ....................................................................................... 30 111

Стр.111

2.1.7. Конденсация в инертном газе ............................................................... 31 2.1.8. Лазерная абляция ................................................................................... 31 2.1.9. Синтез в пламени ................................................................................... 31 2.1.10. Контролируемая кристаллизация из аморфного состояния ............ 32 2.2. Методы синтеза «сверху-вниз» .................................................................. 32 2.2.1. Механическое измельчение .................................................................. 32 2.2.2. Интенсивная пластическая деформация .............................................. 33 3. Нуль-мерные структуры ................................................................................ 34 3.1. Классификация ............................................................................................. 34 3.2. Нанокластеры ............................................................................................... 35 3.2.1. Металлические нанокластеры ............................................................... 37 3.2.2. Фуллерены .............................................................................................. 41 3.2.3. Получение и применение фуллеренов ................................................. 43 3.2.4. Квантовые точки .................................................................................... 44 4. 1D-структуры .................................................................................................... 46 4.1. Классификация ............................................................................................. 46 4.2. Получение 1D-структур .............................................................................. 47 4.2.1. Самопроизвольный рост ........................................................................ 47 4.2.2. Матричный (темплатный) синтез ......................................................... 49 4.3. Нанотрубки ................................................................................................... 52 4.3.1. Углеродные нанотрубки ........................................................................ 52 4.3.2. Получение УНТ ...................................................................................... 56 4.3.3. Применение УНТ ................................................................................... 60 5. 2D-структуры .................................................................................................... 63 5.1. Химические связи углерода ........................................................................ 63 5.2. Графен ........................................................................................................... 64 5.2.1. Двухслойный графен ............................................................................ 68 5.2.2. Модифицированный графен и аналоги графена ................................. 70 5.2.3. Получение графена ................................................................................ 70 5.2.4. Применение ............................................................................................ 72 5.3. Ленгмюровские пленки ............................................................................... 73 112

Стр.112

6. Консолидированные наноматериалы .......................................................... 79 6.1. Прессованные наноматериалы .................................................................... 81 6.2. Нанокомпозиты ............................................................................................ 82 7. Нанопористые структуры: мембраны, цеолиты, нанопористый кремний, нанопористый оксид алюминия .................................................. 87 7.1. Цеолиты ........................................................................................................ 89 7.2. Пористый кремний ...................................................................................... 89 7.3. Пористый оксид алюминия ......................................................................... 92 7.4. Наноаэрогели ................................................................................................ 95 8. Методы исследования наноматериалов ...................................................... 98 8.1. Оптическая спектроскопия ......................................................................... 98 8.2. Фотонная корреляционная спектроскопия .............................................. 106 Библиографический список ................................................................................ 110 113

Стр.113