• методы сканирующей электронной микроскопии, которые вплотную приближаются по разрешению к атомному разрешению, сохраняя возможность получения информации без существенного (разрушающего)воздействия на исследуемые объекты с получением разнообразной информации о химическом составе нанообъектов, их электрических (метод наведенного тока), оптических (катодолюминесценция) и других свойствах. Для получения информации об объеме нанообъектов развиты методы электронной томографии;
сканирующая туннельная микроскопия, в частности, сканирующая туннельная микроскопия в режиме локальной электронной спектроскопии, которая используется для исследования электронной структуры углеродных нанотрубок, являющаяся поверхностно-чувствительным методом визуализации атомной структуры твердых тел; проведение спектроскопических исследований с атомным разрешением вместе с привлечением возможностей для insituэкспериментов при повышенных и пониженных температурах, использование других методов зондовой микроскопии и возможности манипулирования на уровне отдельных атомов делают эти методы важнейшим инструментом для нанотехнологий и нанодиагностики;
• рентгендифракционные методы, особенно с использованием высокой светимости синхротронных источников, они дают уникальную информацию об атомной структуре нанообъектов без их разрушения;
• методы электронной спектроскопии для химического анализа, оже-электронной спектроскопии, методы фотоэлектронной спектроскопии, романовской и ИК-спектроскопии, метод фотолюминесценции, которые активно развиваются с повышением разрешающей способности, что делает эти методы весьма полезными при диагностике нанообъектов.
Дальнейшее развитие всевозможных методов диагностики (в частности, диагностики, встроенной в технологию), учитывающих специфику нанообъектов и их характерные размеры, является неотъемлемой частью развития высоких технологий получения и анализа свойств наноструктур нового поколения. При этом формирование комплексных методов практической диагностики диктуется как технологическими задачами получения наноструктур и создания на их базе следующего поколения электронных и оптических устройств (транзисторов, лазеров и др.), так и их специфическими физическими, физико-химическими и топологическими свойствами, часто не укладывающимися в рамки стандартных представлений о свойствах вещества.
2. Поиск и исследование источников получения информации для разработки баз данных
2.1. Разработка предметного структурного классификатора по нанотехнологиям и наноматериалам.
Описанные выше предметные области поиска и извлечения знаний по тематическому направлению деятельности ННС наноэлектроника (наноматериалы и нанотехнологии) формируют общее, порой избыточное для отдельных пользователей, но недостаточно полное представление о той части материального мира, данные о котором являются предметом деятельности определенных групп пользователей. Поэтому процесс расширения предметной области будет продолжаться и на следующих этапах выполнения настоящей работы.
С развитием новых компьютерных и телекоммуникационных технологий расширяются массивы электронных ресурсов и возможности оперативного получения новой информации. Основная часть ее представляется в виде баз данных (БД), доступных на различных физических носителях или в режиме удаленного доступа. Их создание осуществляется, как правило, с использованием специальных программных комплексов, называемых Системы Управления Базами Данных (СУБД).
Особенность СУБД – это наличие процедур для ввода и хранения не только самих данных, но и описаний их структуры. БД – это файл, в котором данные разделены на однородные группы, объекты, а внутри каждого объекта на поля. База данных снабжается описанием хранимых в ней данных. Одна или несколько баз данных, работающих под управлением СУБД, называются Банком Данных (БнД).
После проведенного анализа предметной области в заданном направлении деятельности ННС наноэлектроника (наноматериалы и нанотехнологии), следующим этапом создания (проектирования) БД является первичное структурирование полученной информации в соответствие с указанными запросами пользователей. Этот этап позволяет создать, так называемую, инфологическую модель данных, представляющую собой обобщенное неформальное описание создаваемой базы данных, по сути своей объединяющей представления отдельных конечных пользователей о том, какая должна быть база данных.
Нанотехнология и наноиндустрия – новые направления знаний, объединяющие все научные дисциплины (физика, химия, биология) и сочетающие все технические приложения. Это создает глобальную структуру области в целом. Информационное обеспечение существования и развития этой области науки и техники, естественно, требует определенной формальной классификации. В работе Классификатор требуется как базовая научно предметная система для разработки электронной библиотеки и разграничения всей аппаратно-программной структуры системы ННС. Проведение этой работы было осуществлено на основе поисков, исследований и обзоров существующей в России и мире научно-технической информации по направлениям. Концентрированная единая сводка этих результатов по направлению Наноэлектроника приведена ниже в виде перечня, который по мере дальнейшего изучения предмета будет уточняться и расширяться.
Структурный классификатор по нанотехнологиям и наноматериалам
· Нанотранзисторы.
· Микросхемы на элементной базе наноэлектроники.
· Электронные нанокомпоненты (элементная база) для интегрированных сверхскоростных систем генерации, хранения, передачи и обработки информации.
· Оптические нанокомпоненты систем сверхскоростной «сверхплотной» высокопомехозащитной передачи и обработки информации.
· Магнитные нанокомпоненты «сверхплотного» хранения информации
· Запоминающие устройства мультитерабитной емкости. Спинтроника.
· Наноструктурированные процессоры.
· Твердотельные квантовые компьютеры
· Наноэлементы и приборы с использованием квантовых эффектов.
· Интегральные наносенсорные устройства минимального размера, веса, энергопотребления, способные аккумулировать, обрабатывать и передавать большие массивы данных.
· Сверхяркие полупроводниковые диоды и мощные полупроводниковые лазеры на основе наноразмерных гетероструктур.
· Лазеры на квантовых ямах и свехрешетках,
· Лазеры на квантовых точках
· СВЧ – транзисторы с двумерным электронным газом
· Запоминающие устройства с гигантским магнитосопртивлением
· Новые поколения сегнетоэлектрических наноструктур для электроники и устройств на их основе.
· Молекулярная наноэлектроника. Политроника.
· Наноэлектронные компоненты для датчиков, регистрирующих и анализирующих устройств, работающих в экстремальных условиях (перемещения, давления, износа, температуры и др.).
· Информационно-аналитические системы для создания надежных виртуальных моделей нанопроцессов и новых наноструктур с использованием супер-ЭВМ.
· Системы виртуальной реальности, основанные на наноструктурной электронике, обеспечивающие более доступные и эффективные методы тренинга.
· Структуры на основе сверхтонких слоев полупроводников, металлов, диэлектриков, магнитных материалов для наноэлектроники и спинтроники.
· Квантовые точки и нити
· Сверхрешетки, спиновые сверхрешетки, сверхрешетки с напряженными слоями, легированные сверхрешетки, политипные сверхрешетки
· Фотонные кристаллы
· Фуллерены
· Нанотабулярные материалы
· Полимерные полупроводники
· Термо - и магнитоэлектрические материалы для микропроцессорной техники на основе полупроводниковых молекулярных соединений
· Наноразмерные зондовые элементы для бесконтактной сверхлокальной высокочувствительной регистрации электромагнитных, оптических, акустических и тепловых полей и излучений
· Принципы и технологические приемы самосборки неорганических и органических наноструктур
· Наноразмерные локальные процессы нанесения, удаления и модифицирования материалов
· Зондовые и пучковые нанотехнологии, обеспечивающие синтез материалов с точностью до моноатомных (мономолекулярных) слоев
· Плазменные нанотехнологии создания наноструктур, нанотрубок и покрытий
· Полевые методы наноразмерного структурирования пленок материалов наноэлектроники
· Гетерогенные технологии наноструктур
· Технологическое и контрольно-диагностическое оборудование нового поколения на основе сверхвысоковакуумных, нанозондовых и нанолитографических систем, прецизионных средств формирования и измерения наноразмерных объектов и величин
· Атомно-силовые и туннельные технологические и диагностические устройства
· Экспресс-методы регистрации электрических, оптических, магнитных, акустических и других видов полей наноразмерных объектов и их влияния на экосистему.
2.2. Поиск источников получения информации для разработки баз данных
Поисковые действия в периодической печати и Интернет с использованием данных приведенного классификатора и других требований задания работы позволили выделить следующие источники получения информации:
- Сканирование и распознавание печатных материалов: книг, статей и т.д.
- Реферативные БД
базы ВИНИТИ – полный доступ (оплата за открытые рефераты)
- Патентные БД:
PATFT (США) – полный доступ