ナノテクノロジーの時代

今日では、ナノ製造の時代が到来し、ナノサイエンスの黎明期が始まった。ナノテクノロジー研究の深化とナノテクノロジーの継続的応用により、ナノテクノロジーは学問分野で最も求められているものの1つとなった。 Science and Natureの年次科学技術コンペティションでは、ナノテクノロジー研究の結果が最前線にあります。多くの国が国家戦略としてナノテクノロジーの開発を計画しており、ナノテクノロジーの開発は年々増加しています。しかし、ナノテクノロジーの開発は、ナノ材料（生細胞、バクテリア、すすなどの天然物質の存在）から長い過程を経ています。原子を人工的に操作すること、意識的に意識することのないナノ材料を作る分子、製造プロセスへの理論上の突破口まで35億年前のセルには、天然に存在する生細胞の最初のバッチがあります。物質。細胞は、タンパク質、DNA、RNA分子などの多数のナノ有機体を含むナノメートル機械の自己複製凝集体です。これらのナノスケール細胞「器官」はそれらの役割を果たす。タンパク質の構築、光合成によるバイオエネルギーの急速な成長、地球の元の表面が微生物、植物、その他の有機物で覆われているため、地球の大気中のCO 2がO 2になり、完全に地球の表面が変化するそして雰囲気。これらのナノマシン凝集体は、自然の進化において極めて重要な役割を果たすことが分かる。天然無機ナノ粒子様々な複雑な内部ナノ物質の存在に加えて、天然無機ナノ粒子の天然存在。古代中国では、人々は洗練されたものを作り出すためにほこりを燃やす蝋燭のコレクションを使います、このほこりはナノサイズのカーボンブラックです。古代ブロンズの鏡面には、錆の層がナノ錫酸化物で構成されているフィルムであることがわかった後、錆の薄い層があります。これらの天然無機ナノ材料は、人々がナノテクノロジー研究を行うための天然材料を提供する。ナノテクノロジーの初期の発展初期の理論的発展では、紀元前400年、DemocritusおよびLeucippusは原子を提唱した。可能な限り新しい材料を構築するための下から上への技術的手段の数。ナノテクノロジーに関する科学者の理論的研究は1860年代に始まり、Thomas Grahamはゼラチンを溶解・分散させてコロイドを調製した。コロイド粒子の直径は1〜100 nmであった。後の科学者達はコロイドについて多くの研究をし、そしてコロイド化学理論を確立した。 1905年に、アルバートアインシュタインは実験データの中の水から糖を計算して、約1nmの糖分子直径を計算しました。人間の次元では初めて知覚的知識を持ちます。 1935年まで、Max KnollとN.Ruskaは、サブナノスケールのイメージングを実現するための電子顕微鏡を開発し、人々が顕微鏡の世界を探検するための観察ツールを提供しました。日本のミサイル探知機用の赤外線吸収剤不活性ガスの保護下で、純粋な亜鉛ブラックを真空蒸着法により調製した。亜鉛ブラックの平均粒径は１０ｎｍ未満であった。しかし現実にはまだ適用されていない、戦争は終わった。後に、ドイツの科学者たちも同様にナノ金属粒子を用意しました。ナノ材料の概念がない場合は、この材料を超微粒子（超微粒子）と呼びます。ナノテクノロジーの起源ファインマンは1959年12月にノーベル賞受賞者のリチャード・ファインマン氏がカリフォルニア工科大学の物理学研究所で「一番下には十分なスペースがある」と発表しました。彼は「ボトムアップ」から始めて、設計要件を満たすために単一分子から、あるいは原子からでも集合を始めることを提案します。 「少なくとも私の意見では、物理法則は原子が原子的に原子を生成する可能性を排除していない」と彼は予測した。 「実際には「ナノメートル」の分野に属する技術はほんの数十年後に現れたが、この講演では、ファインマンはナノ科学の研究におけるナノテクノロジーの役割を定義したナノテクノロジーの将来を予測している。実際には、研究の後のナノメートルスケールの多くの科学者は、このスピーチに触発されたスピーチによって大部分が生じる。ナノテクノロジーの誕生ナノテクノロジーは1970年代初頭に生まれた。 1968年、Alfred Y. ChoとJohn。 Archuと彼の同僚は、分子線エピタキシーを使って表面に単分子層原子を堆積させた。 1969年、江崎と津は2つ以上の異なる材料からなる超格子理論、コンスティチュートを提案した。 1971年に、超格子理論と分子線エピタキシャル成長技術を用いたZhang Ligangと他の応用、半導体多層の異なるエネルギーギャップサイズの調製、そして量子井戸と超格子を達成するために、非常に豊かな物理的効果を観察した。量子井戸内の量子閉じ込め効果は広く深く研究されており、多くの新しい高性能オプトエレクトロニクスおよびマイクロエレクトロニクスデバイスがこれに基づいて開発されてきた。 1974年、谷口憲夫は公差1μm以下の機械を表すために「ナノテクノロジー」という用語を発明しました。これはナノテクノロジーを歴史の段階で本当に独立した技術にしました。 1981年、Gerd BinnigとHeirich Rohrerは、量子力学におけるトンネル効果に基づく世界初の走査型トンネル顕微鏡（STM）を開発しました。固体原子と電子の表面電流を検出することによって固体表面の形態と操作を観察した。 STMの発明は顕微鏡の分野における革命であり、それは「ナノメートル革命の象徴」です。STMに基づいて、原子間力顕微鏡（AFM）などの一連の走査型プローブ顕微鏡が開発されました。磁気顕微鏡およびレーザー顕微鏡。 STMの出現により、人類は物質の表面上の個々の原子の状態と表面電子の振る舞いに関連する物理的および化学的性質をリアルタイムで観察することができ、1986年にノーベル物理学賞を受賞しました。走査型トンネル顕微鏡（STM）の科学者、Gerd Binnig氏（左）とHeinrich Rohrer氏。出典：IBM単一原子の最初の操作1989年、IBM Almaden Research CenterのDonald M. The Eiglerチームは、STMの助けを借りて、金属Ni（110）の表面に吸着した35 Xe原子を移動させ、3文字を形成しましたこれは、人間の原子が初めて操作されたIBMのものです。科学者たちは、単一原子を操作するこのナノテクノロジーから分子サイズのデバイスを設計し製造することを望んでいます。ナノテクノロジーの急速な発展1990年7月、ナノサイエンスとテクノロジーに関する最初の会議が米国ボルチモアで開催されました。この会議では、正式にナノ材料科学が材料科学の新たな分野として位置づけられました。出発点として、ナノテクノロジーは1990年を通して急速な発展を遂げました。1991年、日本の学者である飯島澄男の電子顕微鏡は、カーボンナノチューブの出現を示す多層カーボンナノチューブを最初に発見しました。 2年後、飯島とIBMのDonald Bethuneは単層カーボンナノチューブを製造しました。1995年、研究者は原子層エピタキシー（ALE）技術を使って80Kの温度で量子ドットレーザーの仕事をしました。 1990年に、LT Canhamは多孔質シリコンルミネセンスの現象を発見しました。これは、シリコン上の光電統合の実現のために、相互接続間のデバイスを解決するための新しい展望を切り開いたものです。 1997年に、ミネソタ大学の電気工学科のナノ構造実験室はナノリソグラフィーを使用して首尾よく開発されました。ディスクサイズは１００ｎｍ×１００ｎｍであった。直径100nm、長さ40nmで構成されています。インチあたり41011ビットの記憶密度を持つ量子ロッドアレイに配置されます。ナノテクノロジーは完全に開発されています21世紀に、ナノテクノロジーの開発と応用が盛んになり、世界は国家戦略としてナノテクノロジーを開発します。米国の国家ナノテクノロジーイニシアチブ（NNI）の立ち上げ、ナノテクノロジーへの研究資金の大幅な増加、視認性の大幅な向上、およびナノテクノロジーに関する世界的な研究の波が発表されました。日本の文部科学省科学と技術は2002年の予算に「ナノテクノロジー統合支援プログラム」を実施するために301億円（234百万米ドル）を配分する。ヨーロッパでは、ナノテクノロジーへの研究と投資のための資金は国家プログラム、ヨーロッパの協力ネットワークおよび主要企業によって提供される。同時に、EUの研究プログラムは最大であり、幅広い分野を網羅する研究機関が最も多く設立されています。1980年代半ば以降、中国政府はナノテクノロジーの発展を非常に重視しています。
ソース：Meeyou Carbide