Медиатека — Лекции и семинары — Рождественские лекции

Смуров Игорь Юрьевич — к.ф.-м.н., профессор Национальной инженерной школы Сент-Этьенна (Франция), директор лаборатории «Диагностика и инженерия промышленных процессов».

Аддитивное производство (Additive Manufacturing, AM) — новаторская технологическая концепция, активно разрабатываемая во всех постиндустриальных странах с начала нынешнего века. Её принцип состоит в том, что готовые функциональные изделия и поверхности создаются, послойно добавляя материал, например, наплавляя или напыляя порошок, добавляя жидкий полимер или накладывая композит. Фактически данная концепция представляет современную компьютеризированную форму технологий нанесения покрытий. Концепция призвана дополнить традиционное субтрактивное производство, основанное на удалении первичного материала (например, такие процессы, как фрезеровка, точение). Наиболее известные из AM-технологий: Стереолитография (SLA); 3х мерная печать (3D printing) , FDM—процесс (послойное наложение полимера); Лазерное спекание/плавление (SLS/SLM). Области применения селективного лазерного плавления металлического порошка: биомедицина, авиация и космонавтика, точная механика, изготовление пресс-форм и т.д.

Мукасьян Александр Сергеевич — д.ф.-м.н., профессор университета Нотр Дам (США), директор НИЦ «Конструкционные керамические материалы» НИТУ МИСИС.

Обзор охватывает последние (2013-2015 г) достижения в области синтеза новых материалов методом горения. Лекция посвящена анализу как традиционных подходов получения материалов в режиме горения, так и новым направлениям, таким как совмещение искрового плазменного спекания и самоподдерживающихся реакций, получение нанопленок и другим.

Особое внимание уделено горению в наноструктурированных системах: наноструктурные композиционные частицы, реакционные нанофольги, нанотермиты. Рассмотрен метод горения растворов с точки зрения получения материалов для применения их в области катализа, суперконденсаторов, а также энергетических установок, работающих на солнечной энергии.

Также обсуждается возможности метода синтеза горением для получения 2D-кристаллов, в том числе графена. На основе приведенного анализа и с учетом состояния в области современного материаловедения проанализированы перспективные направления развития в области синтеза материалов горением.

Мажуга Александр Георгиевич — доцент, д.х.н., заместитель декана Химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Поиск новых противоопухолевых препаратов является актуальной задачей современной медицины, биологии, химии. Множественная лекарственная устойчивость опухолей, общая токсичность, низкая селективность и специфичность химиотерапевтических препаратов являются важными факторами препятствующим благополучному лечению онкологических заболеваний.

Использование наночастиц металлов в качестве платформ для доставки химиотерапевтических агентов позволяет преодолеть указанные проблемы. В докладе будут рассмотрены примеры использование наночастиц металлов и их оксидов для терапии и диагностики онкологических заболеваний.

Таскаев Сергей Валерьевич — д.ф.-м.н., декан физического факультета Челябинского государственного университета.

15 февраля 2013 г. чистое предрассветное небо Южного Урала озарилось ослепительно ярким шаром, который спустя короткое время взорвался в небе над г. Челябинском. Через несколько минут после взрыва поверхности земли достигла мощная взрывная волна, удар которой повредил ряд зданий и выбил стекла в тысячах квартир, сотнях магазинов и школ г. Челябинска. Практически сразу стало понятно, что это вызвано не техногенной катастрофой, а входом в атмосферу и последующим взрывом крупного небесного тела (метеороида), который получил впоследствии название «Челябинск».

В докладе детально описана эволюция метеорита «Челябинск». Приводятся оценки массы, хронология траектория падения, химический и фазовый состав метеоритного вещества. Проведен анализ падения известных метеоритов и построены модели разрушения метеорита в атмосфере. Приведены результаты исследования фрагментов Челябинского метеорита методами оптической и сканирующей электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентного энергодисперсионного микроанализа, рентгеноструктурного анализа, магнитометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. Полученные данные позволяют отнести большинство изученных метеоритов к классу обыкновенных хондритов типа LL5.

Насибулин Альберт Галийевич — д.т.н., адъюнкт-профессор кафедры прикладной физики Университета Аалто (Финляндия), профессор Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки и технологий.

Однослойные углеродные нанотрубки (ОУНТ) представляют собой уникальное семейство материалов, обладающих замечательными химическими и физическими свойствами. Данная работа посвящена краткому обзору синтеза ОУНТ аэрозольным методом.

Поскольку ОУНТ, синтезированные этим методам, практически не содержат аморфный углерод и другие нежелательные углеродные примеси, то продукт может быть использован непосредственно в том виде, в котором он покидает реактор.

Показана возможность получения однородных пленок из ОУНТ, синтезированных аэрозольными методами, и их потенциальные применения в прозрачной, гибкой и эластичной электронике.

Автор надеется, что в скором будущем это найдет свое широкое применение в продуктах на высокотехнологическом рынке микроэлектроники.

Усов Николай Александрович — д.ф.-м.н., профессор Обнинского института атомной энергетики, ведущий научный сотрудник ИЗМИРАН.

Прогресс современных исследований в магнетизме основан на изучении и использовании в новых технологиях наноразмерных магнитных материалов: нульмерных (наночастицы), одномерных (микро и нанопровода, нанотрубки), и двумерных (тонкие магнитные пленки и наноэлементы).

В докладе рассмотрены недавние достижения в теории суперпарамагнитных наночастиц и перспективы их применения в биомедицине (магнитная гипертермия), проблемы сверхплотной записи информации, связанные с преодолением суперпарамагнитного предела, а также проблемы создания чувствительных сенсоров магнитного поля и сенсоров механических напряжений на основе эффекта гигантского магнито-импеданса в аморфных ферромагнитных микропроводах.

Глезер Александр Маркович — профессор, д.ф.-м.н., директор Института металловедения и физики металлов имени Г.В. Курдюмова ЦНИИчермет.

В лекции дана общая классификация дефектов кристаллов. Рассмотрены особенности строения дефектов и их влияние на структуру и свойства материалов.

Рязанов Валерий Владимирович д.ф.-м.н., профессор ФОПФ МФТИ, заведующий лабораторией сверхпроводимости в ИФТТ РАН.

Современная электроника основана на структурах металл-оксид-полупроводник (полевых транзисторах), размеры которых уже приближаются к 10 нанометрам. Дальнейшее уменьшение структур и интеграция элементов в электрические схемы без серьезного нарушения функциональности вызывает серьезные трудности.

Другая проблема — значительное энергопотребление, связанное с тепловыделениями при переключениях полевых транзисторов. В связи с этим становится актуальным вопрос: что придет на смену полупроводниковой электронике?

Ученые из различных областей физики отвечают на этот вопрос по-разному. Предлагаются решения на основе металлических туннельных структур (одно-электронных транзисторов), спиновых (спинтронных) устройств, использующих собственный магнитный момент электрона вместо его заряда, наноструктур на основе отдельных кластеров и молекул (молекулярная электроника) и другие решения, основанные на самых современных открытиях фундаментальной физики.

В настоящей лекции делается короткий обзор всех этих направлений. Основное внимание уделяется перспективам сверхпроводниковой цифровой и квантовой электроники, бурно развивающейся в настоящее время в России и за рубежом.

Карпов Александр Владимирович — д.ф.-м.н., профессор кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ МИСИС, ведущий научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы». Дважды лауреат премии НАСА.

За последние полвека основополагающие наблюдения о природе вселенной были сделаны с помощью радиоприёмников. Помехи дальней радиосвязи указали на то, откуда мы пришли и что за мир нас окружает. А сверхпроводящие детекторы приблизили человечество практически к квантовому пределу радиочувствительности и рассеяли многие туманности. На лекции будет обсуждение развития астрофизики и роли инструментов на основе сверхпроводящих датчиков.

Орлов Алексей Олегович — к.ф.-м.н., профессор университета Нотр Дам (США).

Продолжающaяся миниатюризация электронных приборов (до нескольких атомных слоев материалов в современных полевых транзисторах) требует хорошего понимания основных физических и химических процессов для осуществления точного контроля над процессами их изготовления.

Одноэлектронный туннельный транзистор (ОТТ) является одним из наиболее перспективных сверхминиатюрных приборов, характеристики которого прямо связаны с его размерами. В ОТТ перенос носителей заряда через устройство контролируется Кулоновской зарядовой энергией наноразмерного «острова», туннельно связанного с электродами истока и стока и электростатически связанного с затвором. Кулоновский барьер EC= e2/2C (где e- элементарный заряд), контролируемый затвором ОТТ, обратно пропорционален общей ёмкости устройства, С, в связи с этим для преодоления тепловых флуктуаций (EC>kBT) емкость должна быть очень мала (<3 aФ для работы при комнатной температуре). Столь малая емкость достижима только в наноструктурах с размерами менее 10 нанометров. В то же время, для получения хороших показателей одноэлектронных транзисторов толщина туннельных переходов не должна превосходить всего лишь несколько атомных слоев, при этом качество этих слоев критически влияет на работу транзистора. Например, наличие дефектов в диэлектрике многократно увеличивает шумы в ОТТ, а неоднородное осаждение диэлектрика приводит к резкому изменению его выходных характеристик.

В докладе будут представлены экспериментальные результаты, полученные на ОТТ с туннельными переходами в которых использованы несколько комбинаций состава металл-диэлектрик-металл. Ультратонкие (толщиной порядка 1 нм) диэлектрики (SiO2, Al2O3, Si3N4), получены методом стимулированного плазмой осаждения атомнотонких слоев, а металлические наноструктуры, образующие ОТТ, выполнены методами электронно-лучевой литографии и химико-механической полировки. Таким образом, с одной стороны, исследования процессов образования ультратонких слоев диэлектрика а также методов их последующей обработки позволяют существенно улучшать характеристики приборов (что является необходимым условием для широкого применения ОТТ), а с другой — исследование характеристик ОТТ позволяет сделать выводы о процессах роста и формирования туннельно-прозрачных диэлектриков. В докладе будет показана первостепенная важность влияния границ раздела в туннельных переходах металл-диэлектрик-металл и химических окислительно-восстановительных процессов во время их образования.