Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО НАНОТЕХНОЛОГИЯМ

МОСКВА 2008 г.

ББК 32.844.1+24.5

П 53

УДК 621.3.049.77+539.2

Рецензенты: д.т.н., проф. П. А. Арсеньев, д.х.н. В. А. Кецко

П 53 Коллектив создателей. Под общей редакцией А.С. Сигова. Получение и исследования наноструктур:Лабораторный практикум по нанотехнологиям / Государственное образовательное учреждение высшего проф образования «Московский муниципальный институт радиотехники, электроники Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА и автоматики (технический институт)» М., 2008. 116 стр.

В лабораторном практикуме по нанотехнологиям представлены описания лабораторных работ для студентов 2-3 курсов, обучающихся по специальности «Нанотехнологии в электронике».

Создатели делают поставленную цель работы – ознакомить студентов с некими способами получения микрочастиц, нанокомпозитов, дать студентам способности работы с объектами нанометрового размера, посодействовать завладеть современными Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА физико-химическими способами исследования в лабораторном практикуме, закрепить теоретические познания, приобретенные на лекциях и практических упражнениях. Отдельные задачки могут быть применены при проведении лабораторных работ по курсам «Химия», «Теоретические базы прогрессивных технологий». Каждой задачке предшествует маленькое теоретическое введение по этой теме.

Табл.4, Ил.53, Библиогр.31.

Печатается по решению Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА редакционно-издательского совета института.

ISBN 978-5-7339-0682-9

©Авторы

© МИРЭА, 2008

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного курса лабораторных работ для студентов 2-3 курсов, обучающихся по специальности «Нанотехнологии в электронике» по дисциплинам «Химия-2(нанохимия)» и «Материалы и способы нанотехнологий» является практическое освоение студентами способностей получения и анализа главных параметров наноструктурированных материалов. Знакомство с нанотехнологиями начинается с получения наноматериала. Есть две Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА группы методов получения нанообъектов: физические и хим. В практикуме представлен хим метод получения нанозолота и наносеребра. Эти элементы – модельные объекты в нанотехнологии( количество работ по получению микрочастиц золота и исследованию его параметров превосходит число публикаций по наночастицам всех других металлов взятых вместе). Есть и эстетическая сторона опыта: в течение 15 минут Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА кипячения раствора( восстановление иона AuCl4- и образование микрочастиц золота) цвет обскурантистской консистенции меняется от слабо желтоватой расцветки на синюю, дальше фиолетовую и совсем рубиново-красную (микрочастицы Au). Изменение цвета раствора связано со структурными превращениями, происходящими в системе, которые можно синхронно демонстрировать. на дисплее монитора .

Изготовка большинства использующихся Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА на практике видов наноструктур и фотонных кристаллов в текущее время связано с жесткими требованиями к чистоте производства, также с необходимостью использования высокоточного дорогостоящего оборудования, предполагающего, в свою очередь, особое обучение персонала. Проведение лабораторного практикума с внедрением таких технологий производства наноразмерных материалов, как магнетронное и частотное распыление, травление фокусированным ионным пучком, электрическая и Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА ионная литография и т.п. потребовало бы значимых временных и денежных издержек, что не представляется вероятным в критериях, ограниченных учебным планом и временем занятия. В связи с этим для исследования принципов производства и исследования параметров наноструктурированных материалов были выбраны методики, дозволяющие стопроцентно выполнить задания практикума за установленное Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА время и не требующие специальной подготовительной подготовки.

Модуль состоит из 4 лабораторных работ, последовательность выполнения которых содержит в себе: 1) изготовка наноструктур, 2) исследование их структурных и многофункциональных черт, 3) исследование параметров отдельных микрочастиц.

Одной из главных сложностей, с которыми приходится сталкиваться в процессе производства наноматериалов, является необходимость проведения контроля свойства и Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА главных структурных характеристик изготавливаемых структур по свидетельствам устройств, использующихся в технологическом процессе. Верно подобранные характеристики производства обеспечивают требуемое качество, в то время как даже малозначительные отличия от установленных требований могут привести к существенному искажению параметров. В связи с этим, приобретение способностей работы с устройствами в критериях, строго ограниченных технологическими требованиями Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА производства наноструктур, является одной из главных методических задач практикума. Этой цели посвящена лабораторная работа, по изготовлению двумерных структур оксида алюминия способом анодного травления.

В последующейлабораторной работе проводится исследование структуры образцов, приобретенных студентами, с внедрением методики зондовой микроскопии. Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) является одним из более массивных современных способов исследования Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА с высочайшим пространственным разрешением морфологии и локальных параметров поверхности твердого тела и наноструктур на этой поверхности, освоение механизмов работы с которым является неотъемлемой частью исследования курса «Материалы и способы нанотехнологий».

5-ая лабораторная работа посвящена исследованию оптических параметров упорядоченных и неупорядоченных наноструктур. Более многообещающие приложения упорядоченных наноструктур связаны с их фотонно Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА-кристаллическими качествами. Область внедрения фотонных кристаллов очень широка; а многие прогнозы развития технологий связывают будущее современной электроники конкретно с фотонными кристаллами. Оптические характеристики наноструктур и фотонных кристаллов на их базе являются определяющими для вероятного внедрения этих материалов. Данная работа базирована на более пользующейся популярностью методике исследования оптических параметров наноматериалов – оптической Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА спектроскопии.

В процессе выполнения 6-ой лабораторной работы студентам предстоит ознакомиться с физическими основами оптического манипулирования одиночными нано- и наночастицами. Уникальной особенностью изучаемой в данной работе методики оптического пинцета является возможность исследования параметров одиночных частиц без учета воздействия наиблежайшего окружения, что не представляется вероятным в большинстве обычных Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА методик.

Есть отдельный модуль(задачки 7 и 8) по получению солнечных батарей.

1-ая работа – дает способности по изготовлению солнечного элемента «на колене», но с применением наноуровня для осознания процессов, 2-ая – знакомит с внедрением вакуумных способов в обработке поверхности и пленок на наноуровне (СВЧ).

Любая работа предваряется подробным теоретическим введением, которое может играть роль Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА лаконичного конспекта лекций по этой теме. После теоретического введения даны описания физических принципов измерения исследуемых характеристик, принципных схем и определенных методик измерений, также советы по обработке результатов измерений.

Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ Характеристики Аква Смесей Микрочастиц ЗОЛОТА

Нанотехнология – это высококачественный скачок от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами: в Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА наноразмерном состоянии меняются многие механические, термодинамические, магнитные и электронные свойства. К примеру, микрочастицы золота, в отличие от объёмного золота, владеют каталитическими, ферромагнитными, настраиваемыми оптическими качествами, способностью к самосборке. Они отлично поглощают и рассеивают свет, нетоксичны, химически размеренны, биосовместимы. Их насыщенная расцветка уже употребляется для детектирования, визуализации и количественного определения биомедицинских Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА объектов [1-7]. Золотые микрочастицы перспективны для сотворения целого диапазона устройств – от средств диагностики до разных детекторов, волоконной оптики и компьютерных наносхем [8-9]. Благодаря обозначенным свойствам микрочастицы золота могут играть роль комфортного, просто доступного, универсального модельного объекта для ознакомления с основными способами и понятиями нанонауки.

Цель работы: синтезировать в аква Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА растворе сферические микрочастицы золота и изучить их характеристики в качестве электролитного детектора, ознакомиться с основными понятиями способа абсорбционной спектроскопии и изучить оптические характеристики смесей синтезированных микрочастиц.

Используемое оборудование: магнитная мешалка с обогревом MR Hei-Standard, спектрофотометр Т-70+.

Стеклянная хим посуда: теплостойкий стаканчик на 100 мл, стаканчик на 50 мл – 2 шт Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА., пипетки на 2 и 5 мл, стеклянный пузырек с крышкой на 50 мл, пробирки – 4 шт., магнитик в теплостойкой оболочке.

Смеси: дистиллированная вода, 0,001 М раствор HAuCl4, 1%-ный раствор цитрата натрия (Na3C6H5O7), 1М раствор NaCl, 1М раствор сахара.

Подготовка к выполнению лабораторной работы: ознакомиться с правилами техники безопасности при работе с хим реактивами Работа 1. CИНТЕЗ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА;освоитьправила и технику неопасной работы с магнитной мешалкой с обогревом (1000 С) (см. аннотацию!!!); изучить принцип устройства спектрофотометра и правила работы на нем (см. аннотацию!!!); освоить правила использования компьютерной программки для расчета размера частиц (см. описание), изучить разделы, рекомендованные в библиографическом перечне.


rabochaya-uchebnaya-programma-napravleniya-podgotovki-032.html
rabochaya-uchebnaya-programma-nauchnaya-specialnost-22-00-08-sociologiya-upravleniya-tyumen.html
rabochaya-uchebnaya-programma-po-chteniyu-i-razvitiyu-rechi-naimenovanie-uchebnogo-predmetakursa-dlya-uchenici-9-klassa-lagachevoj-larisi.html