ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Классификация элементарных физико-химических процессов нанотехнологийВ предыдущем разделе отмечалось, что конечной целью использования технологий как таковых является необходимость обеспечения определенной степени атомно-молекулярного упорядочения физических сред с целью реализации заданного функционального назначения изделия. Действительно, в отсутствии технологии может иметь место хаотический (броуновский) характер протекания различных физико-химических процессов в направлении возрастания энтропии физических систем, что едва ли позволяет надеяться на спонтанное возникновение функционального качества изделия (подробнее см. раздел 1.1.3). Поэтому основной задачей технологии является привнесение фактора векторизации в кинетику протекания элементарных физико-химических процессов, связанных с производством изделий. Для реализации указанного фактора векторизации элементарных атомных процессов на практике используются: · создание искусственной неравновесности технологических сред (стационарные или нестационарные градиенты химического потенциала) в пространстве и во времени, в виде заданных граничных и начальных условий протекания элементарных ФХП; · комплексы внешних управляющих воздействий на технологические среды в виде различных возмущений полевого характера (как правило, это градиенты: электрического потенциала; давления; температуры; интенсивности: света, электронного луча, плазмы и т.д.); · информационное сопровождение технологических процессов в режиме реального времени на базе аппаратных средств метрологического обеспечения. В сугубо целевом отношении технологический фактор векторизации элементарных физико-химических процессов проявляется в части организации (обеспечения): 1. транспорта рабочих (технологических) сред: · по механизмам термически активированного перемещения индивидуальных атомов (адсорбционно-десорбционное равновесие на границе раздела фаз, поверхностная и объемная диффузия атомов и структурных дефектов); · по механизмам полевой (электрической, акустической, оптической) активации элементарных актов перемещения индивидуальных атомов; · по гидро- или газодинамическим принципам механики сплошных сред (этот тип транспорта рабочих сред представляет ограниченный интерес с точки зрения практических задач нанотехнологий и потому в дальнейшем не рассматривается). 2. избирательного (необходимого) характера протекания индивидуальных процессов атомно-молекулярных взаимодействий в технологических средах путем: · использования локальных (в пространственно-временном отношении) возмущающих факторов: термического, фото- и радиационно-химического, электрического, акустического и оптического характера; · создания специфических (с точки зрения повышения вероятности реализации определенных ФХП) граничных условий на поверхностях раздела различных материальных сред. Из всего разнообразия ФХП, нашедших достаточно широкое распространение в современной практике нанотехнологий для реализации упомянутых выше целевых установок, можно выделить следующий круг элементарных процессов (см. табл. 2.1). Из представленных в табл. 2.1 данных следует, что круг элементарных ФХП, используемых в технологической практике при создании элементов конструкций и устройств наноразмерного масштаба чрезвычайно широк. Естественно, что весовой вклад указанных элементарных процессов может варьироваться в весьма широких пределах для конкретных типов нанотехнологий. Тем не менее, учитывая высокий уровень требований, предъявляемых к обеспечению фактора упорядоченности наноразмерных структур, все эти элементарные процессы заслуживают пристального внимания при выборе оптимальных режимов проведения нанотехнологий. Т а б л и ц а 2.1 Элементарные физико-химические процессы используемые в микро- и нанотехнологиях.
Примечание: символом (*) обозначены способы, параметры и физические факторы, ответственные в определенной мере за качественные показатели технологии с позиций кинетики протекания элементарных ФХП. Данные (далеко не полные) табл. 2.1 позволяют составить хоть некоторое представление о чрезвычайном разнообразии физико-химических факторов, которые необходимо учитывать для корректного рассмотрения реальных нанотехнологий. Рассмотрим, в первом приближении, методологию использования представленных в табл. 2.1 элементарных ФХП на примере формирования физической модели для конкретного типа технологического процесса, используемого при создании микро- и наноразмерных структур. В табл. 2.2 представлены материалы, отражающие физическую модель технологии создания «тонкопленочного диэлектрического покрытия на поверхности твердого тела методом термического окисления приповерхностного слоя материала подложки (полупроводника или металла)». Т а б л и ц а 2.2 Элементарные физико-химические процессы, используемые в технологии термического окисления поверхности твердых тел
Согласно данным табл. 2.2 можно сделать заключение, что разработка физико-химической модели технологических процессов, обеспечивающих высокую степень упорядоченности материальных сред в изделии, является далеко не тривиальной задачей. 2.2. Формальное представление элементарных физико-химических процессов с позиции модели «рождение-гибель» Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|