11: Фундаментальна наука про наноматеріали
Цілі навчання
- Зрозумійте фізичну основу мезоскопічної поведінки в нанорозмірних напівпровідникових і магнітних частинок.
- Опишіть, як рівняння частинки в коробці застосовується до електронів у квантових ямах.
- Використовуйте формулу Бруса для обчислення енергії забороненої зони нанорозмірних напівпровідникових частинок.
- Використовуйте концепцію поверхневої енергії для розрахунку змін температури плавлення та тиску пари наночастинок.
- Охарактеризуйте методи, що застосовуються для виготовлення напівпровідникових і металевих нанокристалів однорідного розміру.
- Поясніть походження локалізованого ефекту поверхневого плазмонного резонансу в наночастинках металів.
- Охарактеризуйте нові аналітичні та біомедичні застосування наночастинок металів.
Наноматеріали описують матеріали, розмір яких одна одиниця (принаймні в одному вимірі) становить від 1 до 1000 нанометрів, але зазвичай становить 1—100 нм. Дослідження наноматеріалів використовує матеріалознавчий підхід до нанотехнологій, використовуючи досягнення метрології та синтезу матеріалів, які були розроблені на підтримку досліджень мікрофабрикації. Матеріали зі структурою в нанорозмірах часто мають унікальні оптичні, електронні або механічні властивості. У цьому розділі ми дізнаємося про фундаментальну науку про наноматеріали, тобто про те, що саме їх розмір робить їх різними.