پایان نامه نانو الکترونیک

پروژه کارشناسی

الکترونیک

مقدمه

              نانوتکنولوژی یا به عبارتی فناوری مادون ریز در دو دهه اخیر پیشرفتهایی را در تکنولوژی وسایل و مواد با ابعاد بسیار کوچک به دست آورده است و به سوی تحولی فوق العاده که تمدن بشری را تا پایان این قرن دگرگون خواهد کرد، پیش می رود.                   

           برای احساس اندازه های مادون ریز ، قطر موی سر انسان را که یک دهم میلی متر است در نظر بگیرید ، یک نانو متر 100 هزار برابر کوچک تر است. تکنولوژی و مهندسی در قرن جدید با وسایل اندازه گیری و تولیداتی سر و کار خواهند داشت که چنین ابعاد مادون ریزی دارند .    

            در حال حاضر پروسه هایی در ابعاد چند مولکولی قابل طراحی و کنترل است . همچنین خواص مکانیکی ، شیمیایی ، الکتریکی ، مغناطیسی ، نوری و ... مواد در لایه ها در حدود ابعاد نانو متر قابل درک و تحلیل و سنجش است .

      این تکنولوژی در قرن حاضر مسیری را طی می کند که در آن مواد مادون ریز را باید ترکیب کرد تا دانه های بزرگ تر و کارآمد به وجود آورد . درست همان روشی که در طبیعت برای تولید کردن حاکم است . مجموعه های طبیعی ، ترکیبی از دانه های مادون ریز قابل تشخیص با خواص مشابه و یا متفاوت با اندازه های در حدود نانو است .

         اکثر تحقیقات در فناوری های مادون ریز هم اکنون در درمان بیماری ها و یا دست یافتن به مواد جدید به ظهور رسیده است و موارد بسیاری در مرحله تحقیقات کاربردی و آزمایشی است . اکنون ساخت رایانه های بسیار کوچک تر و میلیون ها بار سریع تر در دستور کار شرکت های تحقیقاتی قرار دارد .

در بیانی کوتاه نانوتکنولوژی یک فرآیند تولید مولکولی است . همان طور که طبیعت مجموعه ها را به طور خودکار مولکول به مولکول ساخته و روی هم مونتاژ کرده است . ما هم باید برای تولید محصولات جدید با این اعتقاد که هر چه در طبیعت تولید شده ، قابل تولید در آزمایشگاه نیز هست ، نظیر طبیعت راهی پیدا کنیم . البته منظور این نیست که چند هسته از مواد را تولید کنیم و با رساندن انرژی و خوراک پس از چند سال یک نیروگاه از آن بسازیم که شهری را برق دهد . بلکه برای ترکیب و تکامل خودکار تولیدات مادون ریز که به نحوی در مجموعه های بزرگ تر مصرف دارد راهی بیابیم . در اندازه های مادون ریز روشها و ابزار آلات متعارف فیزیکی جوابگو نیستند . برای ساختن ماشینهای مولکولی باید روش پروسه های طبیعی را دنبال کرد که بحث های مفصل و کارشناسانه ای را در پی دارد .

نانوتکنولوژی یک فناوری عام و فراگیر می باشد که در بسیاری از فناوری های دیگر کاربرد داشته و در بعضی از آنها ایجاد تحول می کند . برخی از تأثیرات نانوتکنولوژی به اختصار در زیر آمده است :

-  تأثیر زیاد نانوتکنولوژی در تولید خلاقیت و کارآفرینی

-  تأثیر زیاد نانوتکنولوژی در رفاه و زندگی مردم

- تأثیر زیاد نانوتکنولوژی بر امنیت و دفاع ملی

- تأثیر نانوتکنولوژی در حفظ محیط زیست

-  نانوتکنولوژی تمام دستاوردهای گذشته بشر را که در ماده تحقق یافته است ، متحول می سازد .

-  نانوتکنولوژی باعث همگرایی رشته های علمی و تخصص های مختلف می شود .

-  نانوتکنولوژی رقیب سایر فناوریها نیست بلکه مکمل آنهاست .

       کاربردهای نانوتکنولوژی همه جا همراه با هزینه کمتر ، دوام و عمر بیشتر ، مصرف انرژی کمتر ، هزینه نگهداری کمتر و خواص بهتر است .

نانوتکنولوژی مولکولی ، علمی است که ما را قادر به ساختن مواد از اتم ها می سازد و در این صورت ما توانایی آرایش دوباره مواد را با دقت اتمی خواهیم داشت .

نانوتکنولوژی ، توانمندی تولید مواد ، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی واقعی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح ظاهر می شود .

انقلابی که توسط نانوتکنولوژی در دهه های آینده به وجود خواهد آمد ، پیشرفتهای غیرمنتظره ای را در عرصه های مختلف وعده می دهد . تحولات اقتصادی ، صنعتی و روشهای مناسب حفظ سلامتی و ایجاد محیطی دلپذیر از پیامدهای این تکنولوژی است .

به کمک نانوتکنولوژی در آینده ای نه چندان دور !!!

- خانه هایی ساخته خواهد شد که آجرهای آن در صورت بروز هرگونه ترک خوردگی ، خودشان را ترمیم و بازسازی می کنند .

-  اتومبیل ها با لایه ای نازک اما به استحکام الماس پوشانده می شود که در مقابل هرگونه خراش و ضربه محافظت می شوند .

-  پزشکان صدها نوع بیماری را تنها با قرار دادن یک قطره خون در یک دستگاه تشخیص داده و پس از چند ثانیه نتیجه را دریافت می کنند .

-  لباس هایی تولید می شود که در سرما و گرما دمای بدن را همواره در حالت تعادل نگه داشته و در تمام فصول قابل استفاده می باشند و به دلیل کیفیت بافت مولکولی کثیف نشده و نیازی به شستشو ندارند .

-  ظروف غذاخوری و لوازمی تولید می شود که برای تمیزکردن آنها نیاز به هیچ گونه ماده شوینده ای نیست و تنها با آب پاک می شوند .

-  کفش هایی تولید می شوند که با وجود صاف بودن کف آن هرگز بر روی یخ و برف نمی لغزند .

-  با استفاده از نانوتکنولوژی قادر خواهیم بود یک گلوله کالیبر 45 را با یک سطح نازک و سبک مثل ورق کاغذ متوقف کنیم .

-  آسانسور فضایی از دیگر دستاوردهای نانوتکنولوژی است که انسان را از زمین به فضا می برد و از نظر تئوری می توان این آسانسور را با استفاده از CNT ساخت (CNT لوله های استوانه ای با ضخامت یک اتم هستند که دارای خاصیت فلزی یا نیمه فلزی هستند)

-  به کمک نانوتکنولوژی می توان حدود 250 میلیون حرف نانومتری را که معادل 300 کتاب 300 صفحه ای است . بر روی سطح مقطع یک موی انسان نوشت .

       نانوتکنولوژی می تواند تغییرات اساسی در زمینه تولید ، سلامتی بشر ، ذخایر انرژی ، پزشکی ، دارویی ، حمل و نقل ، کشاورزی ، ارتش و ... ایجاد کند .بسیار مهم است که مردم برای پیشرفتی غیرمنتظره و تکنولوژیکی آماده شوند این موج به آرامی در راه است .

    دانشمندان نیز به تازگی بر این باورند که دوره کشف علوم جدید به پایان رسیده است. شاید موقع آن فرا رسیده، تا از زاویه ای دیگر به علوم مختلف نگاه کنیم. آنها معتقدند ما می توانیم با تغییر در خواص مولکولی مواد کاراییشان را بهبود دهیم. به همین دلیل از نانو بعنوان یک تکنولوژی و یا یک فن آوری نوین نام برده می شود، نه علمی که تازه بشر آنرا کشف کرده است. نانو تکنولوژی با نگاهی مجدد به وسایل، سیستم ها و موادی که تاکنون ساخته شده اند، سعی در برطرف کردن عیوب آنها دارد.