Наноструктурированные материалы (НСМ) классифицируют по размерности, разделяя на:
– нульмерные;
– одномерные;
– двумерные;
– трехмерные.
1. Нульмерные наноструктурированные материалы
Нульмерными НМС называются структуры с квазинулевым размером, то есть структуры, в которых наночастицы изолированы друг от друга и не удлинены ни по одной из трех пространственных направлений. К ним относят:
– квантовые точки;
– гетерогенные частицы;
– квантовые точки типа ядро-оболочка;
– концентрические нульмерные частицы.
Нульмерные НМС наноструктуры имеют более высокую плотность состояний, чем высокоразмерные структуры. В результате они обладают превосходными транспортными и оптическими свойствами.
Сферы использования нульмерных НМС:
1) светодиоды;
2) лазеры;
3) солнечные элементы;
4) одноэлектронные транзисторы и др.
2. Одномерные наноструктурированные материалы
Одномерные НСМ удлинены в одном из трёх пространственных направлений. Обладая уникальными свойствами, одномерные НСМ привлекают ученых широкими возможностями для практического применения.
К одномерным НСМ относят:
– нанотрубки;
– наноленты;
– наностержни;
– нанопроволоки и др.
Одномерные НСМ применяются во всех сферах современной наноэлектроники, а именно в полевых транзисторах в виде затворной части, в качестве стандартных наноразмерных диодов и диодов Шоттки, как основа емкостных устройств, резисторов. Могут использоваться в альтернативных источниках энергии и множестве других областей.
3. Двумерные наноструктурированные материалы
Двумерные НСМ – это тонкие пленки нанометровой толщины, которые обладают двумя измерениями макроуровня и одним – наноуровня. В этих материалах проявляются различные низкоразмерные эффекты, которые существенно отличаются от свойств объемных материалов.
В настоящее время в лабораториях синтезируют и исследуют двумерные НСМ с определенными геометрическими характеристиками. Они демонстрируют уникальные свойства в зависимости от формы.
Потенциальные возможности применения двумерных НСМ велики. Например, их можно использовать:
– в качестве базовых компонентов для наноустройств;
– в виде чувствительных элементов датчиков, сенсоров, фотокатализаторов;
– в качестве шаблонов для двумерных наноструктур других материалов и т.д.
4. Трехмерные наноструктурированные материалы
Трехмерные НСМ отличаются большой удельной площадью поверхности. На ней и внутри материала проявляются квантоворазмерные свойства. Поведение трехмерного НСМ зависит от его размера, формы и морфологии.
Трехмерные НСМ включают порошки, волокнистые, многослойные и поликристаллические материалы, в которых структурные элементы находятся в тесном контакте друг с другом и образуют конгломераты.
Большой практический интерес представляют свойства поглощения энергии трехмерными НСМ. Большая площадь поверхности позволяет задействовать довольно много наночастиц в процессе поглощения энергии. При этом трехмерные наноструктуры, обладающие хорошей пористостью, способны к улучшенному транспорту частиц внутри себя.
Трехмерные НСМ применяются в области катализа, в качестве магнитных сенсоров или материалов для электродов.
В настоящее время наноматериалы различных измерений синтезируют и изучают в лабораториях всего мира. Свойства и, соответственно, возможности применения этих материалов до конца не исследованы.
Ученые SNDGroup увлечены изучением наноматериалов. У нас есть патенты и свидетельства в этой области. О новых разработках читайте в новостях группы.
Узнайте, чем ученые и инженеры SNDGroup могут помочь вашему производству, отправьте письмо на zakaz@sndgroup.ru.