05.16.08 – нанотехнологии и наноматериалы

Приказ Председателя Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 5 июля 2013 № 81

 

I. Отрасли науки

Физико-математические;
технические;
химические науки.

II. Формула специальности

Нанотехнологии и наноматериалы – это область науки и техники, предметом исследований которой являются фундаментальные физические и химические закономерности и технологические основы процессов, обеспечивающих создание структур с типичными размерами от единиц до сотен нанометров, материалов со структурными элементами этого размера (наноматериалов), функциональных систем на их основе и закономерности изменения свойства таких структур, материалов и систем при переходе от микро- к нанометровым размерам структурных элементов.

III. Области исследований

  1. Строение и свойства наноразмерных структур и наноматериалов, закономерности фазовых и структурных превращений в них. Взаимосвязь химического и фазового составов, структурной организации с физическими, химическими, технологическими,эксплуатационными и другими свойствами наноразмерных структур и наноматериалов.
  2. Процессы формирования и свойства квантовых точек, квантовых шнуров (квантовых проводов), квантовых пленок (квантовых ям). Углеродные наноструктуры: графен, фуллерены, углеродные нанотрубки, алмазоподобные наноструктуры и ихпроизводные. Нанопористые материалы из сверхпроводников, проводников, полупроводников и диэлектриков. Поверхностные и объемные свойства наноструктурированных материалов.
  3. Процессы формирования и свойства пленок нанометровой толщины, гетероструктур на их основе и наноструктурированных покрытий. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Химическое осаждение из газовой фазы. Вакуумные, ионные и ионно-плазменные методы осаждения материалов. Химическое и электрохимическое осаждение материалов в жидких средах.
  4. Процессы формирования наноструктур с использованием сканирующих зондов. Физические основы и особенности использования сканирующих туннельных и атомно-силовых зондовых устройств для формирования наноструктур. Атомнаяинженерия. Локальное окисление полупроводников и металлов. Локальное химическое и электрохимическое осаждение материалов из газовой и жидкой фаз.
  5. Синтез и разделение наночастиц в газообразных и жидких средах. Поведение наночастиц в растворах, эмульсиях, коллоидных системах и суспензиях.
  6. Нанолитография. Литография с использованием высокоэнергетичных фотонов, остросфокусированных потоков электронов и ионов. Зондовая нанолитография. Нанопечать.
  7. Саморегулирующиеся процессы. Атомарная и молекулярная самосборка. Формирование пленок Лэнгмюра-Блоджетт. Самоорганизация в объеме и на поверхности твердых тел. Золь-гель технология.
  8. Процессы формирования наноструктур путем объёмного модифицирования расплавов, интенсивной пластической деформации, консолидации нанопорошков, модифицирования поверхности материалов, облучения ускоренными частицами,термической и термомеханической обработки.
  9. Временная устойчивость, деградация и обеспечение долговременной стабильности наноструктур, наноматериалов и изделий из них при их хранении и эксплуатации.
  10. Процессы и эффекты взаимодействия наноструктур и наноматериалов с излучениями различной природы и их использование для модификации свойств и создания материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
  11. Оборудование для формирования наноструктур, получения наноматериалов и их обработки.
  12. Методы анализа и оборудование для определения физических и химических свойств наноструктур и наноматериалов. Контроль параметров нанотехнологических процессов, наноструктур и наноматериалов.
  13. Производство, обработка, и переработка наноматериалов. Оптимизация процессов, системная интеграция.
  14. Использование нанотехнологий и наноматериалов для создания изделий с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
  15. Биомедицинские и экологические возможности и ограничения использования нанотехнологий и наноматериалов.

IV. Смежные специальности.

  • 01.04.07 – физика конденсированного состояния;
  • 01.04.15 – физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
  • 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии)
  • 05.16.09 – материаловедение;
  • 05.27.01 – твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах;
  • 05.27.06 – технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники.

V. Разграничения со смежными специальностями

В отличие от специальности 01.04.07 – физика конденсированного состояния, в рамках которой проводятся исследования состава, структуры и свойств конденсированных материалов как макросистем, разработка методов получения и модификации таких материалов, вопросы, связанные с исследованием физических, физико-химических процессов, лежащих в основе нанотехнологий, направленные на создание и освоение промышленных нанотехнологий, их научное и техническое обеспечение, решаются в рамках специальности 06.16.08.

В отличие от специальности 01.04.15 – физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика, в рамках которой проводятся экспериментальные и теоретические исследования только физических свойств объектов с характерными размерамипорядка 100 нм и меньше, а также рассматриваются вопросы их атомно-молекулярного конструирования, в рамках специальности 05.16.08 исследуются закономерности физических и химических процессов, обеспечивающих создание структур стипичными размерами от единиц до сотен нанометров.

В отличие от специальности 03.01.06 – биотехнология (в том числе бионанотехнологии), в рамках специальности 05.16.08 не рассматриваются вопросы использования живых организмов, культур клеток и биологических процессов в нанотехнологиях(электроника, машиностроение).

В отличие от специальности 05.16.09 – материаловедение, в рамках которой исследуются состав, строение и свойства материалов как макросистем (металлов, сплавов, керамики, полимеров, композиционных материалов), в рамках специальности05.16.08 исследуются строение и свойства материалов и структур с типичными размерами от единиц до сотен нанометров.

В отличие от специальности 05.27.01 – твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах, в рамках которой рассматриваются вопросы создания, функционирования и модификацииизделий наноэлектроники, в рамках специальности 05.16.08 рассматриваются общие материаловедческие аспекты как самих наноматериалов, так и технологические особенности их получения, и не затрагиваются вопросы, связанные с конструкцией ипринципами работы твердотельных приборов, изготавливаемых с их применением.

В отличие от специальности 05.27.06 – технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники, в рамках которой разрабатываются технологии синтеза и выращивания полупроводников,диэлектриков, сверхпроводников, сегнетоэлектриков и других материалов, а также технологическое оборудование для производства полупроводников и материалов электронной техники, в рамках специальности 05.16.08 исследуются закономерностисоздания нанотехнологий, особенностей оборудования для них и наноматериалов и не проводятся исследования, связанные с разработкой оборудования для производства изделий электронной техники.

VI. Разграничения по отраслям наук

Фундаментальные исследования проводятся в рамках специальности по физико-математической отрасли науки.

Исследования, направленные на создание инженерных решений для развития нанотехнологий и создания наноматериалов, относятся к технической отрасли науки.

Исследования и разработки, включающие химические аспекты нанотехнологий и химические свойства наноструктур и наноматериалов, относятся к химической отрасли науки.