Nanoteknoloji 2: karakterizasyon ve uygulamalar

Abstract

Karakterizasyon, nanomalzeme gelişiminde temel araştırmadan üretim faaliyetine kadarki tüm aşamalarda çok büyük öneme sahiptir. Nanomalzemelerin ve ilgili teknolojilerin etkin bir doğruluk düzeyi ve verimlilik sağlaması gerekiyorsa, özel analitik tekniklerin de (nanometroloji) önemi göz ardı edilemez. Nanometrolojinin, kimyasal ve fiziksel özellikler, elektriksel ve yapısal özellikler, ısıl ve tribolojik özellikler ve nanometre ya da altı seviyede üç boyutlu uzamsal çözünürlükle ilgili eksiksiz malzeme karakterizasyonu sağlamalıdır. Nanomalzeme özelliklerini ve davranışlarını anlamak için analitik cihazları ve ilgili metodolojiyi geliştirmek ve yükseltmek gereklidir. Temel araştırma, uygulamaların gelişimini anlamaya yönelik temel mekanizmalar ve endüstriyel üretimin izlenmesi, son derece güçlü ve eksiksiz bir analitik yaklaşım gerektirir. Mikroelektronik teknolojisindeki inanılmaz gelişim, zorunlu ve vazgeçilmez faktörleri ortaya koymuştur. Aslında mikroelektronik gelişim, başlangıçtan itibaren metroloji desteğiyle karakterize edilmiştir. Özel analitik tekniklerin ve spesifik yöntemlerin etkisi olmasaydı, mikroelektronik, hayatlarımıza bugünkü etkiyi ve gelişmeleri sağlayamazdı. Nanoteknoloji alanında, analitik tekniklerin etkisi, mümkün olduğunca, daha önemli olacaktır. Şekil 1.1.1’de genel olarak kullanılan analitik tekniklerin şeması verilmiştir. Örneklerde yerel girdi oluşturmak için iyi tanımlanmış bir prob kullanılmıştır. Örnek geri beslemesi, spesifik bir bölgeden gelen çeşitli sinyal emisyonlarıdır. Analiz süreci, bu sinyallerin uygun bir analizör tarafından kaydedilmesidir. Önemli konulardan biri de örnek üzerine verilen primer ışın modifikasyonları ile ilgilidir. Genelde, primer ışın ile ilişkili girdi enerjisi aşağıdaki gibi etkiler doğurur: kimyasal reaksiyonlar, difüzyon, yeniden kristallenme, morfolojik deformasyon. ~ 12 ~ Analizin gerektirdiği ortamla ilişkili ciddi kısıtlamalar da söz konusu olabilir. Pek çok teknik, biyolojik ve polimerik nanomalzemeler gibi çok sayıda numuneye uygun olmayan Ultra Yüksek Vakum ortamının kullanılmasını gerektirir. Diğer kısıtlamalar arasında ise örneklerin çok kez yalıtım özellikleri, genel morfolojileri ve kullanım olasılıkları açısından değerlendirilmesi bulunmaktadır. Bazı durumlarda büyük bir örnek gereklidir.