Уважаемые читатели!

после президентской гонки появились некоторые «подвижки» в государственном развитии нанотехнологий. Плохо только пока, что от фазы «выделили деньги» других скачков не предвидится. Вместо того,к ак думать о развитии индустрии, идет речь о сохранении (!) этих средств. Это уже само по себе дает понять, что к нанотехнологиям будут относиться крайне осторожно.

В общем неделя порадовала рядом фундаментальных достижений в области материаловедения и электроники, а также – коммерциализацией 45-нм техпроцесса.

Итак, обо всех событиях недели с 3 по 9 марта 2008 года подробнее!

Материаловедение

Нанокомпозит Fujitsu

Fujitsu Laboratories Ltd. сообщила о создании нового углеродного нанокомпозита из самоорганизованной структуры, состоящей из нанотрубок и графена. Детали новой технологии были представлены на 34-ом симпозиуме «Фуллерены и нанотрубки», проходившем 3—5 марта 2008 г. в Нагойе (Япония).

Исследователи Fujitsu Laboratories задались целью объединить эти два материала, добившись в результате лучших качеств. И это им удалось, используя метод химического осаждения из пара в вакуумной камере. Синтезированная структура состояла из слоя многостенных нанотрубок и расположенными сверху несколькими слоями графена. Новый сложный композит, разработанный в Fujitsu Laboratories, – это первый в мире композит, состоящий из двумерных (графен) и одномерных (нанотрубки) элементов, расположенных взаимно перпендикулярно.

Исследователи Fujitsu предпринимают попытки снизить температуру синтеза композита до приемлемой в полупроводниковой технологии (с 510˚C до 400˚C), надеясь приблизить возможное его применение в электронных приборах.

Ученые из Гарварда и Applied Sciences (SEAS) продемонстрировали новый тип оптического пинцета , который будет использоваться в нанотехнологиях, в частности, в микрожидкостных чипах для измерения сил в их каналах.

Оптический пинцет, использующий линзу Френеля, может быть сконструирован даже на внутренней поверхности микроканалов жидкостного чипа, а это дает основание говорить о возможности измерения сил в каналах на площади в 100х100 мм.

Как говорят ученые, новый оптический пинцет, интегрированный в микрожидкостные чипы, сможет дать информацию о локальной вязкости жидкости, протекающей по микроканалу, ее скорости и коэффициенте преломления. Особенно важно получать такие сведения при сортировке микрочастиц, находящихся в жидкости.

Наноградусник

Для многих нанотехнологических задач требуется точное измерение температуры в наноразмерных областях пространства. И полнее логично для решения таких проблем воспользоваться достижениями самих нанотехнологий. Очень интересной выглядит идея изготовления наноградусника из нанотрубки.

Углеродные трубки всем хороши, однако уже при температуре 600 °С они начинают испаряться. И вообще проблема взаимодействия оболочки термометра и рабочего тела в процессе изготовления и эксплуатации стоит довольно остро. Тайваньские исследователи в качестве наноградусника предложили использовать нанотрубку из бета-Ga₂O₃, заполненную сплавом Au/Si. Такое устройство формируется в одну стадию методом CVD на кремниевой подложке, покрытой 4 нм слоем золота.

Диаметр трубок составил 70–100 нм при длине в несколько микрометров. Большинство нанотрубок Ga₂O₃ закрыты с одного или с двух концов и заполнены золотом с 6% примесью кремния.

Нанобиотехнологии

HistoMag

Команда исследователей из лондонского центра нанотехнологий при исследовательском центре UCL разработала новое биомедицинское устройство , благодаря которому диагностика рака молочной железы может существенно упроститься.

Новый магнитометр высокой чувствительности HistoMag способен с помощью нанотехнологий находить отдельные раковые клетки в образцах тканей достаточно быстро. Устройство настолько инновационно, что получило престижную премию Королевского Наученного Общества Великобритании. Как говорит руководитель проекта, профессор Панкхурст, автоматизация поиска «помеченных» раковых клеток через микроскоп может привести к его преобладанию над другими методами диагностики рака молочной железы.

Ученые планируют на полученную премию (£25000) доработать HistoMag с таким расчетом, чтобы в 2010 году он уже появился в клинической практике.

Полые наноструктуры пользуются особым вниманием благодаря возможности внедрения различных веществ. Частицы из оксида железа годятся для множества применений.

Гематит альфа-Fe₂O₃ может использоваться в газовых сенсорах, катализаторах и электродных материалах. Магнитные оксиды железа магнетит Fe₃O₄ и маггемит гамма-Fe₂O₃ находят применение в биомедицине – контрастные агенты для ЯМР-томографии, доставка лекарств и сепарация биологических материалов. Для большинства подобных применений немаловажным фактором является способность хорошо диспергироваться в воде.

Полые наночастицы для доставки лекарств

Корейские исследователи предложили для получения полых наночастиц оксида железа экранировать прекурсор во время отжига слоем диоксида кремния.

Сначала получают наночастицы бета-FeOOH путем гидролиза FeCl₃. Потом они покрываются слоем диоксида кремния при гидролизе ТЭОСа и отжигаются, вследствие чего формируются частицы гематита с полостью. SiO₂ удаляется при обработке NaOH, и получаются частицы гематита с полостью. Если до удаления оболочки провести отжиг в восстановительной атмосфере, то образуется магнетит.

Полость образуется из-за сильной адгезии между частицами оксида железа и внутренней поверхностью оболочки SiO₂. При отжиге бета-FeOOH без оболочки формирующиеся из-за разложения поры быстро схлопываются.

Веретенообразные частицы имеют диаметр около 15 нм и длину около 70 нм, толщина стенки составляет 5 нм. Они хорошо диспергируются в воде и образуют стабильные коллоидные взвеси. Частицы из Fe₃O₄ проявляют суперпарамагнитное поведение. Исследователи показали, что полые частицы могут использоваться для доставки лекарств.

Наноэлектроника

Учеными из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре предложен способ создания конденсатора , в котором при подаче электрического напряжения на обкладки накапливался бы не только электрический заряд электронов, но и их спин. Секрет состоит в том, что поверхность раздела магнитного металла и диэлектрика должна представлять собой эффективную магнитоэлектрическую среду.

Магнитоэлектрическими называют среды, в которых наблюдается намагниченность, индуцированная электрическим полем, а также обратный эффект – электрическая поляризация, индуцированная магнитным полем. Всплеск интереса к этому виду материалов, своего рода «магнитоэлектрический ренессанс», вызван, с одной стороны, развитием физики конденсированного состояния вещества и наук о материалах, позволяющих создавать среды с гигантскими магнитоэлектрическими эффектами, с другой стороны, все возрастающими запросами индустрии магнитной памяти, требующими замены индуктивных записывающих головок на емкостные элементы.

Изучение шумовых характеристик графена

Недостатками индуктивных элементов являются омические потери, перегрев, а при дальнейшем уменьшении размеров еще и электромиграция (перенос ионов металла при протекании электрического тока). Емкостные элементы лишены всех перечисленных недостатков и, кроме того, обладают еще одним несомненным преимуществом – лучшей совместимостью с планарной технологией.

Freescale Semiconductor Inc. (Austin, шт. Техас) решила перескочить через 65-нм поколение чипов и двигаться от 90-нм сразу к 45-нм, а затем к 32-нм.

Не последнюю роль в этом решении сыграло присоединение Freescale к Fishkill alliance, возглавляемому IBM, в январе 2007 г. Альянс объединил усилия семи ведущих мировых компьютерных компаний в разработке 45— и 32-нм технологии. Freescale совместно с двумя другими членами альянса — Advanced Micro Devices и IBM Corp. сосредоточилась на технологии «кремний-на-изоляторе» (SOI), имеющей преимущества в сравнении с кремнием по мощности.

В отличие от других компаний, использующих в 45-нм технологии в качестве подзатворного диэлектрика материалы с высокой диэлектрической постоянной (high-k), Freescale сохраняет традиционный оксинитрид кремния. На новые исследования и разработки Freescale выделяет 20% от своего дохода, который в 2007 г. составил 5,72 млрд. долл.

Графен – это материал дня, это слой атомов углерода, соединённых посредством sp² связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.

С точки зрения электронных свойств графен является полуметаллом. Однако, при ограничении размеров листа в каком-либо направлении получающаяся одномерная полоска может иметь свойства как полупроводника, так и металла. Это и является причиной большого интереса, проявляемого к графеновым полоскам как со стороны академического сообщества, так и со стороны таких крупных компаний, как IBM и Intel.

Графен попал под прицел многочисленных исследователей как возможный конкурент кремнию в следующем поколении КМОП транзисторов из-за уникально высокой подвижности носителей (и электронов, и дырок). Фактически он представляет собой монослой графита, в котором атомы углерода образуют двумерную решетку типа пчелиных сот.

Исследователи из IBM P.Avouris и M.-Yu Lin изучали шумовые характеристики наноприборов на основе однослойного и двуслойного графена и обнаружили неожиданный результат – значительное снижение 1/f шума в «двухслойке» в сравнение с «однослойкой». Оказалось, что взаимодействие между двумя слоями приводит к эффективному (десятикратному) гашению шума.

В любом случае, технология графеновых приборов (собственно, как и приборов на углеродных нанотрубках) пока в состоянии зародыша. Требуются решения многих технологических проблем, среди них достижение однородности и управляемого роста на большой площади.

Бизнес

MRAM в системе управления автомобилем

Freescale Semiconductor Inc. продолжает продвигать на потребительский рынок магниторезистивную оперативную память (MRAM), подчеркивая повышенную надежность новой запоминающей технологии. Несмотря на преимущества, MRAM довольно медленно входит на рынок из-за трудностей с дальнейшим увеличением емкости и из-за относительно высокой стоимости (MRAM емкостью 4 Мб с временем записи и считывания 35 нс продавалась в 2006 г. по цене 25 долл., недавно цена снижена до 15 долл., для сравнения, цена 4 Мб полупроводникой флэш-памяти – 5 долл.).

Freescale исследует и разрабатывает MRAM-технологию уже более 10 лет. В продаже пока ее дискретные MRAM емкостью 1, 2 и 4 Мб, изготавливаемые по 180-нм технологии на фабрике Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.

Ближайшая цель Freescale – ввести MRAM в систему управления автомобиля. Компания разрабатывает 16 Мб MRAM по 130-нм технологии, ориентированную на взаимодействие с различными автомобильными датчиками, в частности, в устройстве автомобильного акселерометра.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC, Тайвань) подвела итоги продаж своих компьютерных чипов в 2007 г., демонстрируя начало роста продаж чипов, выполненных с использованием 65-нм технологии (10% от всего объема продаж, 17-ти кратное увеличение продаж в 4-ом квартале 2007 г.)

Компания Nanovere, специализирующаяся на внедрении нанотехнологий, представила новую технологию окраски автомобилей . Новый тип краски названный Zyvere 2K Nanocoating стойка к любым загрязнениям и царапинам.

Как утверждает производитель, новая краска на 53% более стойка к царапинам и отталкивает грязи на 60% больше, чем это делают обычные автомобильные краски. Немаловажным фактором является и то, что в течение пяти лет новое покрытие сохраняет свой первоначальный блеск. В ходе испытаний Zyvere 2K Nanocoating показала лучшие результаты в сравнении с изделиями таких фирм, как CeramiClear и DuPont.

Если ею покрыть диски колес, они намного лучше противостоят «тормозной» пыли.

События

Леонид Меламед

5 марта 2008 года генеральный директор Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» Сергей Кириенко и генеральный директор Государственной корпорации «Российская корпорация нанотехнологий» Леонид Меламед подписали Соглашение о сотрудничестве.

Предметом сотрудничества определено взаимодействие сторон в области нанотехнологий, наноматериалов и наносистем, научно-технологического прогнозирования и определения перспективных рынков, сохранение научных школ, развитие международного научно-технического сотрудничества в данной сфере деятельности.

Соглашением открывается новый этап в реализации программы развития российской наноиндустрии, позволяющий сосредоточить усилия обеих корпораций на приоритетных направлениях деятельности и обеспечить формирование инновационной инфраструктуры для внедрения в производство наукоемких технологий.

В рамках подписанного Соглашения стороны обязались осуществлять согласованные действия во всех вопросах, относящихся к предмету сотрудничества, и в пределах своих полномочий активно участвовать в реализации единой государственной научно-технической и инновационной политики.

В настоящее время начата проработка ряда крупных проектов, совместная реализация которых позволит создать необходимые условия для успешного продвижения научно-технической продукции предприятий и организаций участников Соглашения на внутренний и международный рынки.

В соответствии с Федеральным законом от 19.07.2007 N 139-ФЗ «О Российской корпорации нанотехнологий» Правительством РФ перечислены объекты инвестирования временно свободных средств корпорации. Так, инвестирование допускается в государственные ценные бумаги Российской Федерации и субъектов Российской Федерации, облигации других российских эмитентов, ипотечные ценные бумаги, ценные бумаги государств — членов Организации экономического сотрудничества и развития, в депозиты в кредитных организациях и депозитные сертификаты.

При этом предельный размер инвестируемых временно свободных средств государственной корпорации установлен в сумме остатков средств на банковских счетах корпорации за вычетом средств, необходимых для финансирования проектов в сфере нанотехнологий.

Определены условия инвестирования временно свободных средств корпорации в те или иные активы, а также порядок принятия решения об инвестировании. Перечислены требования, предъявляемые к структуре инвестиционного портфеля корпорации.

Ежемесячно корпорация обязана представлять Минфину РФ и Центральному банку РФ сведения о фактическом объеме и структуре временно свободных средств, в том числе инвестированных в активы.

Проект создания на территории Алтайского края Регионального центра наноиндустрии одобрен администрацией края, — сообщают в управлении края по промышленности и энергетике.

Проект предложен главным конструктором Роспрома по направлению «Наноиндустрия», генеральным директором концерна «Наноиндустрия» Михаилом Ананяном. Центр планируется организовать на базе ассоциации «Межрегиональный центр наноиндустрии», сообщает пресс-служба краевой администрации.

Как поясняют в управлении кряа по промышленности и энергетике, в Алтайском крае работа в сфере развития нанотехнологий ведется на протяжения ряда лет. Ассоциация «Межрегиональный центр наноиндустрии» создана в наукограде Бийска. Её ведущими организациями определены Федеральный научно-производственный центр «Алтай», Институт проблем химико-энергетических технологий, Алтайский государственный технический университет и Алтайский государственный университет.

Итак, наш восьмой выпуск подошел к концу!

Напоминаем, что если у вас есть какие-либо замечания или пожелания насчет состава рубрик или того, что бы вы хотели видеть в следующих выпусках – пишите !

До встречи через неделю!

Составитель – Свидиненко Юрий