Введение в физику наноструктур №УД-99/р

Abstract

Программа дисциплины «Введение в физику наноструктур» разработана для специальности 1-31 04 01 Физика, направления 1-31 04 01-01 10 (научно-исследовательская деятельность) и 1-31 04 01-04 25 (управленческая деятельность). Настоящая программа является оригинальной и разработана с учетом соответствующих требований образовательного стандарта РБ. Последние два десятилетия развития физики и химии характеризовались целенаправленными усилиями по синтезу и изучению свойств широкого спектра новых материалов и структур, получивших общее наименование наноструктуры (наноматериалы). Такие материалы представляют собой искусственно синтезированные среды, содержащие неоднородности с характерными раз-мерами 10-100 нанометров различной природы и конфигурации внутри полупроводниковых и диэлектрических матриц. К наноструктурам, в частности, относятся полупроводниковые гетероструктуры и структуры с квантовыми ямами, нитями и точками; молекулярные структуры углерода: фуллерены и нанотрубки; нанокристаллы; плазмонные наноструктуры и т.п. Несмотря на различную физическую природу неоднородностей, их объединяют весьма малые размеры в одном или нескольких направлениях, всего на 1--2 порядка превышающие характерное межатомное расстояние. В этих условиях в полной мере проявляется квантовая природа движения носителей тока, а существенная неоднородность обуславливает неприменимость или, по крайней мере, ограниченную применимость традиционных методов макроскопического описания. При этом оказывается, что механические и физико-химические свойства наноструктур радикально отличаются от свойств однородных твердых тел. Согласно оценкам ведущих научных экспертов, развитие нанотехнологии, наряду с биофизикой и молекулярной биологией, будет определять научное и технологическое лицо XXI века. Целью данного курса является освоение студентами базовых понятий физики наноструктур и понимание физических особенностей, определяющих свойства наноструктурированных материалов. Будут объяснены основные понятия, использующиеся в этой области. Проиллюстрированы экспериментальные методы исследования наноструктур.