Аппаратные средства микро- и нанотехнологий: электрон. научно-образоват. модуль в системе дистанц. обучения MOODLE [Алексей Васильевич Волков] (pdf) читать постранично

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)» (СГАУ)

Аппаратные средства микро- и нанотехнологий
Научно-образовательный модуль
в системе дистанционного обучения MOODLE

САМАРА
2012

УДК 681.5

Автор-составитель: Волков Алексей Васильевич
Аппаратные средства микро- и нанотехнологий
[Электронный ресурс] : электрон. научно-образоват. модуль в системе дистанц.
обучения MOODLE / Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т); авт.-сост.
А. В. Волков. - Электрон. текстовые и граф. дан. - Самара, 2012. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM).

Научно-образовательный модуль предназначен для студентов радиотехнического факультета, обучающихся
по направлению подготовки бакалавров 210100.62 «Электроника и наноэлектроника»,изучающих дисциплину
«Аппаратные средства микро- и нанотехнологий» в 8 семестре. Модуль разработан на кафедре наноинженерии.

© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2012

1.

Введение. Аппаратные средства микро и нанотехнологий.

Прогресс естественных и инженерных наук привел на рубеже XX и XXI
столетий к рождению новой научно-технической отрасли, получившей
название «нанотехнология». За последние два десятилетия нанотехнология
превратилась из научного лозунга о перспективах в индустриальное
стратегическое направление, которое в ближайшем будущем определит
лидеров мирового экономического роста.
Перспективность данного направления подтверждают миллиардные
средства, выделяемые в мире на нанотехнологию уже сегодня.
Уникальность этой науки состоит в непосредственном применении качественно новых свойств физических, химических и биологических систем,
размеры которых менее 100 нм. Таким образом, нанотехнология — это способность манипулирования отдельными атомами и молекулами с целью создания наноструктурированных материалом и нанометровых объектов, представляющих реальный интерес для технологических применений.
В истории развития науки и техники редко случаются прецеденты, когда
одна отрасль объединяет в себе интересы и перспективы всех существующих
отраслей материального производства. Прогнозируемый вклад нанотехнологии в развитие человечества уже в первой четверти XXI века станет сравнимым с влиянием информационных технологий, достижениями клеточной и
молекулярной биотехнологии.
Нанотехнология призвана обеспечить прорывы в таких областях, как
производство новых материалов, электроника, медицина, энергетика, защита
окружающей

среды,

биотехнология,

информационные

технологии,

национальная безопасность. На сегодняшний день можно с уверенностью
сказать, что с нанотехнологией будет связано наступление новой индустриальной революции.
Говорить о практической пользе нанотехнологии безотносительно
направлений в этой области — занятие неэффективное.

Интеграция наноматериалов и наноструктур в технологию электроники
и микросистемной техники, в оптоэлектронику и другие области техники
позволяет реализовывать функции отдельных наноэлементов и их массивов
на микро- и макроуровнях.
По своему назначению современные электронные системы охватывают
широкую номенклатуру изделий, масштабы функционирования которых простираются от атомно-молекулярного уровня (нано- и микроструктуры) до
планетного масштаба (телекоммуникации).
Разработка и производство разнообразных миниатюрных электронных
систем является одним из стратегических направлений мирового научнотехнического прогресса. Миниатюризация приводит к революционным
изменениям в технике, особенно в тех случаях, когда далеко не очевидным
образом удается разработать и использовать технологию массового
производства изделия, что позволяет существенно уменьшить его цену, повысить надежность, снизить энергопотребление и т.п. Эффективность миниатюризации наиболее ярко демонстрируют достижения микроэлектроники,
компьютерной техники, телекоммуникаций.
Для более чем полувековой истории микроэлектроники характерны
высокие темпы миниатюризации, которые описаны эмпирическими законами
Мура

в

различных

формулировках.

Из

наиболее

распространенной

формулировки следует, что плотность транзисторов в современных
интегральных схемах удваивается каждые 18 месяцев. Однако в настоящее
время ситуация в этой области качественно отличается от ситуации
прошлого

века.

миниатюризации

В

недалеком

при

массовом

прошлом

рекордные

производстве

достижения

электронных

систем

характеризовались пространственными масштабами в сотни