В. А. БЫКОВ
Научно-производственная группа предприятий «НТ-МДТ», Москва
Приборы и методы для контроля состояния,
исследования и модификации свойств
наноматериалов и наночастиц на базе
сканирующей зондовой техники
и малоуглового рентгеновского рассеяния
В настоящее время во всем мире наблюдается рост научного интереса к нанотехнологиям, что делает необходимым и оправданным разработку новых исследовательских инструментов и контрольно-измерительного оборудования.
Внедрение нанотехнологии в промышленность требует подготовки соответствующих специалистов. К настоящему времени созданы первые приборы, которые используются для проведения лабораторных работ, т. н. НаноЭдьюкаторы. Разработаны первые курсы лабораторных работ. Введены специальности «Наноэлектроника» и «Наноматериалы» более чем в 10 вузах.
Для исследовательских целей потребовалась разработка систем, интегрирующих группы методов, НАНОЛАБов. Этот класс приборов позволяет наряду с данными СЗМ получать информацию о молекулярном составе поверхности и объема, реконструировать 3-мерное распределение физических свойств объектов с нанометровым разрешением, изучать кинетику изменения состояний отдельных молекулярных фрагментов и кластеров в широком интервале температур, осуществлять автоматическую диагностику.
Следующей ступенью развития исследовательских инструментов стали НАНОФАБы, объединяющие в единую систему методы локальной обработки (зондовая микроскопия, фокусированные ионные и электронные лучи) и методы групповых обработок (МЛЭ, CVD, магнетронное распыление, лазерная абляция, плазменные системы травления, очистки, осаждения). Нанофабы, разработкой и производством которых занимается НТ-МДТ, представляют собой кластерные системы с центральным роботом-манипулятором с модульным окружением. Модули одного кластера подбираются с согласованными требованиями по вакууму. В зависимости от требований технологии могут быть выбраны желаемые конфигурации системы с возможностью последующего расширения и усовершенствования возможностей комплекса.
Кластерные конструкции нанотехнологических систем НАНОФАБ обеспечивают высокую гибкость технологических маршрутов и возможность параллельной работы многих исследовательских групп. Независимость модулей обеспечивает высокую надежность и работоспособность системы в целом. На базе таких систем можно моделировать и производить малые серии приборов наноэлектроники с минимальными размерами элементов до 5-7 нанометров. Развитие систем и технологий изготовления наноэлементов на таких машинах позволит сделать принципиально новые шаги в наноэлектронике.
Малоугловое рентгеновское рассеяние (МУРР) позволяет определить распределение частиц по размерам в диапазоне 6-200 А. С помощью МУРР можно получить информацию о структурных особенностях образца, определить структуру пор в веществах, исследовать взаимное расположение рассеивающих наночастиц. Метод позволяет вести исследования образцов, обладающих разнообразной природой и находящихся в различных фазах: жидкость, паста, порошок, твердое вещество и нанокомпозиты. Малоугловое рентгеновское рассеяние применяется в производстве новейших материалов, для изучения веществ, а также в биомедицине, фармакологии, пищевой промышленности и контроле качества.
