Скрыть
16 августа 2017

Микро- и наносистемы становятся все меньше и все «умнее»

Новый спецвыпуск информационного бюллетеня ИСИЭЗ НИУ ВШЭ «Глобальные технологические тренды» посвящен перспективным технологиям в области микро- и наноэлектроники, которые незаменимы для развертывания «цифровой революции» в промышленности, создания беспилотных систем вождения, интернета вещей и любых интеллектуальных инфраструктур.

Главными движущими силами технологических изменений в XXI в. стали интеллектуализация и миниатюризация технических систем. Развитие информационных, исполнительных и сенсорных компонентов и их объединение на базе нано-и микросистемной техники (НМСТ) легло в основу этих процессов. В результате были созданы малоразмерные технические объекты с развитыми возможностями взаимодействия с внешней средой. Они незаменимы для развертывания «цифровой революции» в промышленности и для создания таких приложений, как беспилотные системы вождения, Интернет вещей, интеллектуальные инфраструктуры. К примеру, уже сегодня около 10% ВВП в европейских странах напрямую связано с микро- и наноинженерией.

В последние годы наносистемная техника (НСТ), берущая свое начало в интегральных технологиях микроэлектроники, превратилась в сегмент с богатым разнообразием конструктивных и технологических направлений. Основой будущего наносистем должна стать унификация их компонентов на функциональном, конструктивном и информационном уровнях. Традиционный подход к развитию НСТ, связанный с последовательным уменьшением размеров путем различного рода обработки: литографии, травленияи т.д. (так называемый подход «сверху-вниз»), имеет свои технологические ограничения. В качестве альтернативы выступает применение новых материалов и нанотехнологий при создании наносистем (подход «снизу-вверх») и внедрение технологий самоорганизации.

МИНИАТЮРИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Уменьшение размеров и переход к наноуровню имеют свои ограничения. Они связаны с физическими принципами работы микро- и наносистем, необходимостью одновременно уменьшать все компоненты наноэлектромеханических систем (НЭМС). Пределы миниатюризации техники наноуровня связаны с различными эффектами масштабирования. При снижении линейных размеров изменяется, к примеру, соотношение площади поверхности конструкции к ее объему.

При создании наносистем все чаще применяются методы построения объектов на основе подхода «снизу-вверх», опирающегося на процессы самосборки и самоорганизации, природные способы создания материальных объектов. К таким процессам можно отнести синтез и сборку, осаждение материала, легирование, имплантацию. Применение подобных нанотехнологических методов позволяет вывести наносистемную технику на качественно новый уровень развития.





 





 


 


Другие тренды выпуска: «Комплексирование и унификация» и  «Развитие технологий корпусирования и 3D-сборки»

Предыдущие выпуски:

№ 8 (42) 2017: Новые агролесоводственные технологии для сельского хозяйства
№ 7 (41) 2017: Реконфигурируемость как основа новых электронных систем
№ 6 (40) 2017: Технологии улавливания и захоронения углерода
№ 5 (39) 2017: Альтернативные силовые установки для транспортных средств

№ 4 (38) 2017: Цифровые медиа: новые модели создания и потребления

№ 3 (37) 2017: Индивидуальный подход к нейрофизиологии человека
№ 2 (36) 2017: Новые технологические решения для «умного» дома
№ 1 (35) 2017: Перспективные приложения кремниевой фотоники
№ 11 (34) 2016: Новые финансовые технологии
№ 10 (33) 2016: Революционные изменения в промышленности
№ 9 (32) 2016: Новые технологии авиастроения
№ 8 (31) 2016: Кастомизированное производство на «фабриках будущего»
№ 7 (30) 2016: «Умное» сельское хозяйство для циркулярной экономики
№ 6 (29) 2016: Нейротехнологии: прикладной интерес
№ 5 (28) 2016: Энергоэффективность и энергосбережение: ядерные источники для космоса
№ 4 (27) 2016: «Умные» ткани для разных сфер жизни
№ 3 (26) 2016: Новые технологии для устойчивого рыбного хозяйства
№ 2 (25) 2016: Ассистивные медицинские технологии
№ 1 (24) 2016: Защита данных в интеллектуальных системах
№ 17 (23) 2015: Производство ракетно-космической техники становится серийным
№ 16 (22) 2015: Сортировать мусор будут роботы
№ 15 (21) 2015: Еда как источник здоровья
№ 14 (20) 2015: Наноуглеродная основа высокотехнологичного будущего
№ 13 (19) 2015: «Роевой интеллект» технических систем
№ 12 (18) 2015: Наноразмерные мембраны и катализаторы обеспечат «зеленое» будущее
№ 11 (17) 2015: Гибкие решения в современной ядерной энергетике
№ 10 (16) 2015: Новая диагностика и терапия: индивидуальный подход на клеточном уровне
№ 9 (15) 2015: Cельское хозяйство перемещается в небоскребы
№ 8 (14) 2015: Энергетический разворот к Cолнцу
№ 7 (13) 2015: «Умная» инфраструктура для внегородских магистралей
№ 6 (12) 2015: Ферменты на службе у медицины: применение для молекулярной диагностики и генной инженерии
№ 5 (11) 2015: Здравоохранение становится все более ИКТ-зависимым
№ 4 (10) 2015: Новые технологии для лесного сектора
№ 3 (9) 2015: Наукоемкие материалы для новой электроники и энергетики
№ 2 (8) 2015: Медицина будущего: технологии генетической инженерии для создания высокоспецифичных лекарств и инструментов молекулярной диагностики
№ 1 (7) 2015: Эффективные технологии для тепловой энергетики
№ 6 2014: К 2030 году самолеты станут более экологичными
№ 5 2014: Круговорот возобновляемого сырья: биодизель из микроводорослей, биоразлагаемая полимерная упаковка, электроэнергия из органических отходов
№ 4 2014: «Умные» энергосети повысят эффективность российской энергосистемы
№ 3 2014: Каршеринг с децентрализованной инфраструктурой и беспилотные автомобили помогут победить пробки
№ 2 2014: Россия в Арктике: прочные морские платформы, новые ледоколы и извлечение метана из газогидратов
№ 1 2014: Аптамеры РНК, микрочипы под кожу и карманные биосенсоры