Μαγνητικά Λεπτά Υμένια: Τέχνη και επιστήμη

Το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών “Δημόκριτος”, συνεχίζοντας μία μακρά παράδοση, διοργάνωσε από 3 έως 14 Ιουλίου 2017 Θερινό Σχολείο προσανατολισμού και ενημέρωσης, που απευθύνεται σε πτυχιούχους και τελειόφοιτους ΑΕΙ/ΤΕΙ.
 

Οι διαλέξεις του Θερινού Σχολείου κάλυψαν τις παρακάτω θεματικές περιοχές:

• Περιβάλλον – Ενέργεια – Ασφάλεια
• Προηγμένα Υλικά, Μικρο – Νανοτεχνολογία & Διατάξεις
• Βασική Έρευνα στις Φυσικές Επιστήμες
• Τεχνολογίες Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών
• Επιστήμες Ζωής
• Νέες Τεχνολογίες και Πολιτιστική Κληρονομιά

Οι διαλέξεις του Θερινού Σχολείου  πραγματοποιήθηκαν από διακεκριμένους επιστήμονες από Ερευνητικά Κέντρα και Πανεπιστήμια της Ελλάδας και του εξωτερικού  και του ΕΚΕΦΕ ''Δ''. Επίσης στο πλαίσιο του Θερινού Σχολείου πραγματοποιήθηκαν επισκέψεις στις εργαστηριακές εγκαταστάσεις του κέντρου και πρακτική εξάσκηση σε επιλεγμένα εργαστήρια.

Στο πλαίσιο του Θερινού Σχολείου, οι συμμετέχοντες είχαν την ευκαιρία να παρακολουθήσουν και μία Ημερίδα Μεταπτυχιακής Εκπαίδευσης - Eurαxess - Marie-Currie, καθώς και τις επιστημονικές διαλέξεις του 5th Hellenic Forum for Science, Technology and Innovation (plenary sessions).

Περίληψη της ομιλίας

Τα λεπτά υμένια στην σημερινή εποχή βρίσκονται στην καρδιά μιας σειράς τεχνολογικών επιτευγμάτων όπως τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, η επιστήμη των υλικών η οπτική και οι τηλεπικοινωνίες. Η διαδικασία για την εναπόθεση λεπτών υμενίων αποτελεί την βάση για την παραγωγή μιας τεράστιας περιοχής καταναλωτικών προιόντων. Η τεχνολογία της εναπόθεσης είναι ένα μείγμα εφαρμοσμένης επιστήμης και τέχνης με την φυσική στην καρδιά αυτού του μείγματος. Η κατανόηση αυτής της τεχνολογίας καθώς και οι εφαρμογές της είναι ο στόχος αυτής της διάλεξης.
 

Ένα λεπτό υμένιο ορίζεται σαν ένα χαμηλών διαστάσεων σύστημα και δημιουργείται με την εναπόθεση μεμονωμένων ατόμων/μορίων/ιόντων σε ένα υπόστρωμα. Το πάχος είναι συνήθως μερικές δεκάδες ή εκατοντάδες νανόμετρα.
 

Η διαδικασία αυτή είναι σημαντική για τη σύνθεση υλικών στην κλίμακα νανομέτρου τα οποία καλούνται νανοϋλικά. Αυτά είναι υλικά, ενώσεις, κράματα ή σύνθετα τα οποία έχουν μία ή περισσότερες διαστάσεις σε κλίμακα νανομέτρου (1 nm = 10-7 cm = 10 Å). Τα νανοϋλικά κατατάσονται σε τρείς κατηγορίες:
 

1. Μηδενικών διαστάσεων (0D) νανοϋλικά τα οποία έχουν όλες τις διαστάσεις τους σε κλίμακα νανομέτρου (κβαντικές κουκίδες)

2. Μίας διάστασης (1D) νανοϋλικά τα οποία έχουν τις δύο διαστάσεις σε κλίμακα νανομέτρου (κβαντικά καλώδια)

3. Δύο διαστάσεων νανοϋλικά (2D) τα οποία έχουν την μία διάσταση σε κλίμακα νανομέτρου (λεπτά υμένια, υπερδομές).
 

Οι τρείς τύποι νανοϋλικών μπορούν να παρασκευαστούν επιτυχώς με με χρήση τεχνικών λιθογραφίας και διαδικασίες εναποθέσεων λεπτων υμενίων όπως η καθοδική ιοντοβολή.
 

Πενήντα χρόνια μετά την περίφημη διάλεξη του Richard Feynman στην American Physical Society με τίτλο "There is plenty room at the bottom" όπου πρώτος μίλησε γιά την σύνθεση υλικών σε κλίμακα νανομέτρου, μπορούμε να πούμε ότι ξεκινά ο θαυμαστός καινούργιος κόσμος της νανοτεχνολογίας.