Статьи

Комбинируя состав и строение атомных соединений, а также размерности создаваемых на этой основе структур, можно изменять свойства вещества в нанометровом масштабе и получать физические характеристики, которые вообще не имеют аналогов в рамках классических методик и подходов. Примерами успешного применения таких комбинированных и неожиданных комбинаций могут служить упомянутые выше специфические материалы и компоненты (создаваемые на основе фуллеренов), механические вибраторы с очень высокой частотой колебаний или зависящая от размера флуоресценция полупроводниковых квантовых точек.

В главе 3 уже подробно говорилось о том, что в наноструктурах обнаруживается прямая связь между размерами структурных элементов и соответствующими физическими свойствами, в связи с чем особое значение приобретают возможности и границы миниатюризации и изменения масштаба вообще. Существующий опыт миниатюризации в микроэлектронике при сохранении принципов функционирования компонентов доказывает, что возможности существенного уменьшения масштабов очень велики, так как проектировщикам и производственникам удавалось уже в течение десятилетий уменьшать размеры элементов, сохраняя известные базовые принципы функционирования.

Свойства материалов или компонентов определяются, несомненно, набором атомов в рассматриваемых или проектируемых материалах. Например, кристалл создается из атомов и молекул определенного вида, имеющих определенное геометрическое положение, определяющее плотность и положение дефектов или примесных атомов. Как уже упоминалось, в наноструктурах функциональность определяется отношениями между величиной и свойствами, вследствие чего целенаправленное конструирование новых материалов (свойства которых зависят от взаимодействия атомов) позволяет создавать принципиально новые функциональные возможности материалов.