Vật lý và công nghệ nano

Công nghệ nano (nanotechnology) là lĩnh vực khoa học liên quan tới điều khiển, thao tác ở mức độ phân tử, nguyên tử nhằm tạo ra các cấu trúc, linh kiện, hệ thống có kích thước nanomét. Mô hình hóa hoặc tính toán lý thuyết là cơ sở quan trọng để nghiên cứu các tính chất và biểu hiện của các vật liệu và thiết bị nano. Phải chăng giới hạn của vật liệu có thể là kích thước nguyên tử (0,1 nm)? Các tính chất có thể ứng dụng ở kích thước 0,1 nm sẽ như thế nào?

GIỚI THỆU MÔN HỌC

• Thế nào là kích thước nano?

Phân tử Phân tử Antibody Virus Vi khuẩn Tế bào ung 1 mm Quả bóng H 2 O Gluco thư tenis

Vật liệu nano? So sánh với kích thước

sợi tóc

Sợi tóc bình thường có kích thước ~ 100 m.

Vật liệu nano: có ít nhất 1 chiều kích thước nhỏ từ ~1-100 nm.

Kích thước nano?

Fe (bcc): d = 0.25 nm

1 nm

Kích thước nano? Khái niệm công nghệ nano

• Công nghệ nano (nanotechnology) là lĩnh vực khoa học liên quan tới điều khiển, thao tác ở mức độ phân tử, nguyên tử nhằm tạo ra các cấu trúc, linh kiện, hệ thống có kích thước nano-mét.

Richard Feynman (1918-1988): “Cha đẻ” của công nghệ nano

• 1959 - Richard Feynman – đoạt giải Nobel Vật lý Câu nói

nổi tiếng năm đó “There’s plenty of room at the bottom” –

như 1 lời giới thiệu về lĩnh vực công nghệ mới

 “I would like to describe a field, in which little has been

done, but in which an enormous amount can be done in

principle This field is not quite the same as the others in

that it will not tell us much of fundamental physics (in the

sense of, ``What are the strange particles?'') but it is more

like solid-state physics in the sense that it might tell us

much of great interest about the strange phenomena that

occur in complex situations Furthermore, a point that is

most important is that it would have an enormous number

of technical applications

 What I want to talk about is the problem of manipulating

and controlling things on a small scale

– Chế tạo được động cơ điện với kích thước 1/64 inch3

– Giảm số trang của mỗi cuốn sách 25.000 lần; sách này

phải đọc bằng hiển vi điện tử

Kỹ thuật khắc bằng chùm điện tử

1985 – một sinh viên tốt nghiệp (Tom Newman) chép 1 trang truyện “A Tale of Two Cities”

(Charles Dickens) lên miếng nhựa

kỹ thuật lithography chùm điện tử.

“ It was the best of times, it was the worst of times”

Tom Newman used an electron beam to etch the opening of Dickens' Tale of Two Cities onto

a 200 x 200 micron square of plastic and won the Feynman challenge (Photo: Tom Newman)

Công nghệ nano và đời sống ngày

nay

1 The Woodrow Wilson International Center f 9 or

Scholars

Một số lĩnh vực CN nano

• Nghĩa của nano?

• Làm sao chế tạo vật liệu/linh kiện nano?

• Làm sao phân tích tính chất vật liệu/linh kiện nano?

• Tính chất vật lý của vật liệu/linh kiện nano

Nội dung

C1 Giới thiệu C2 Ý tưởng tạo các vật thể ngày càng nhỏ

C3 Giới hạn nào cho công nghệ nano

C4 Bản chất lượng tử trong thế giới nano C5 Ảnh hưởng của tính chất lượng tử lên thế giới vĩ mô

C6 Các cấu trúc nano tự lắp ghép trong tự nhiên và công nghiệp

C7 Công nghệ chế tạo vật liệu và linh kiện nano C8 Công nghệ nano dựa trên các hiệu ứng từ, spin điện tử, spin hạt nhân và siêu dẫn

C9 Công nghệ nano điện tử

CHƯƠNG 1.

KHÁI NIỆM VẬT LÝ NANO

1 Vật lý nano

2 Định luật Moore

3 Đi-ốt xuyên hầm lượng tử (tunnel diode)

4 Chấm lượng tử (QD, quantum dot)

5 Đầu đọc ổ cứng dựa trên hiệu ứng từ trở khổng

lồ GMR

6 Tăng tốc động cơ

7 Màng lọc kích thước nano (nanopore filters)

8 Một số ứng dụng khác của vật liệu nano

• Phải chăng giới hạn của vật liệu có thể là kích thước nguyên tử (0,1 nm)?

• Các tính chất có thể ứng dụng ở kích thước 0,1 nm sẽ như thế nào?

1.2 Định luật Moore

Công nghệ điện tử/vi điện tử:

Hiệu quả kinh tế khi thu hẹp kích thước

Kích thước càng nhỏ thiết bị càng

hiệu quả, càng tin cậy, càng tiết kiệm,

…

Tuy nhiên vấn đề gì sẽ xảy ra khi

kích thước đạt đến giới hạn nguyên

tử

Công nghệ dựa trên nền Silic đang

tiếp cận với khó khăn khi kích thước

kinh kiện giảm thiểu: chiều dày lớp

SiO2 nhỏ hơn 1 nm => hiệu ứng

lượng tử, xuyên ngầm…

Vật liệu nào sẽ thay thế để

cho công nghệ phát triển?

1.3 Đi-ốt xuyên hầm lượng tử (tunnel)

Di-ôt xuyên ngầm khác với đi-ôt thường ở chỗ nó thường được pha tạp rất mạnh (gấp ~1000 lần so với đi-ốt thường), khiến cho vùng nghèo có bề dày cực mỏng.

1.3 a) Cấu tạo và ứng dụng đi-ôt tunnel

Mỗi phía đều pha tạp rất mạnh (cỡ 1019 cm-3)



W  x  x    (V V )

N  bi

 A D 

 W nhỏ (cỡ vài chục Å) => hiệu ứng xuyên hầm có thể xảy ra

 Đặc trưng IV: có đoạn dốc âm (điện trở vi sai âm)

Ứng dụng:

 Bộ dao động: đi-ôt dùng kết hợp với 1 mạch cộng hưởng công

suất thấp (~mW), tần số thay đổi từ 0 đến siêu cao (100 GHz)

 Khuếch đại siêu cao tần nhờ có hệ số phản xạ >1 (cường độ

sóng siêu cao tần phản xạ lớn hơn cường độ sóng tới)

b) So sánh với đi‐ôt pn thông thường

Định nghĩa: Chuyển tiếp PN

E

vùng điện tích không gian Vùng này còn được gọi là lớp nghèo hạt tải điện, gọi tắt là lớp nghèo.

Đặc trưng IV của đi‐ốt thông

thường

21

BD loại P

BD loại N

Tóm tắt vị trí mức Fermi

Vùng ion hóa tạp chất

a

kT a

9/8/201 7

1.3 c) Đặc trưng IV của đi-ôt tunnel

Nếu nồng độ tạp trong bán dẫn lớn hơn nồng độ trạng thái hiệu dụng ở vùng dẫn hoặc vùng hóa trị (Nc hoặc NV ~ 1019 cm-3) thì:

(1) Mức Fermi tiến vào phần dưới vùng dẫn (N) hoặc phần trên vùng hóa trị (P) => bán dẫn suy biến, với cấu trúc dải năng lượng giống kim loại.

(2) Mức năng lượng của tạp mở rộng thành 1 dải năng lượng

(3) Chiều rộng vùng cấm giảm do sự tồn tại của đuôi dải tạp.

Chưa phân cực Điện áp thuận nhỏ ; Đ.áp thuận lớn hơn; Điện áp thuận rất lớn ; P/c ngược

(a) Chưa phân cực: vùng ĐTKG rất mỏng, EC phía N thấp hơn EV phía P

Điện trường tại mặt tiếp giáp PN có giá trị rất lớn (~ 106 V/cm) Dải

NL bị uốn mạnh, tạo điều kiện cho việc vượt vùng cấm bằng tunnel

Việc di chuyển có thể theo cả 2 chiều:

- Luồng điện tử từ vùng hóa trị sang vùng dẫn

- luồng điện tử từ vùng dẫn sang vùng hóa trị

(b) Điện áp thuận nhỏ: các trạng thái điền đầy của vùng dẫn phía N++ lúc này đối diện với vùng cấm của phía P++ => luồng e- đi từ vùng dẫn sang vùng hóa trị

(c) Điện áp thuận lớn hơn: các trạng thái điền đầy của vùng dẫn phía N++

lúc này đối diện với vùng cấm của phía P++ => luồng e- 0, dòng thuận giảm => vùng điện trở vi sai âm khống chế bởi điện áp

(d) Điện áp thuận rất lớn: rào thế bị mất dần, trích e- từ N++ sang P++ và

lỗ trống theo chiều ngược lại => dòng lại tăng

(e) P/c ngược: các mức điền đầy vùng hóa trị nằm đối diện các mức trống

ở vùng dẫn Lúc này, luồng điện tử lớn, ứng với dòng ngược lớn =>

Đi-ôt tunnle không khóa điện áp ngược => còn có tên là đi-ôt ngược (backward diode)

1.4 Chấm lượng tử - nhiều màu sắc

Kích thước hạt đạt đến kích thước nano: số các

nguyên tử vẫn đủ lớn để các kiến thức về chất rắn

vẫn còn đúng

Tuy nhiên kích thước nhỏ dẫn đến có cấu trúc

giống phân tử (nhân tạo) có cấu trúc vùng rời rạc:

Phương trình sóng Schrodinger độc lập thời gian trong trường hợp này có dạng:

Cửa sổ tòa thị chính Freiburg

có màu sắc thay đổi do các hạt nano vàng có kích thước khác nhau tạo ra

Khi kích thích bằng tia UV, vật liệu

nano cho bức xạ huỳnh quang với

bước sóng phụ thuộc vào kích thước

hạt nano L.

Giải thích: Mỗi hạt nano được xem

như một giả “nguyên tử”, có các mức

năng lượng điện tử rời rạc

1.5 Đầu đọc ổ cứng dựa trên hiệu ứng từ trở

khổng lồ GMR

Ổ cứng máy tính mã hóa thông tin dựa trên sự nhiễm từ của đĩa từ tính Kích thước của các domain khoảng 20-100 nm Hiệu ứng từ trở khổng lồ cho phép giảm các domain đến mức nhỏ nhất có thể dựa trên spin electron.

GMR: (giải Nobel vật lý 2007)

Hiệu ứng GMR (Giant magnetoresistance)

• GMR: là sự thay đổi lớn của điện trở ở các vật liệu từ dưới tác dụng của từ trườngngoài

• Hiệu ứng GMR có được là do sự tán

xạ của điện tử trên magnon Khi có các phần tử mang từ tính (ví dụ các lớp sắt từ trong các màng đa lớp hay các hạt siêu thuận từ trong các màng hợp kim dị thể) có sự định hướng khác nhau về mômen từ (do tác động của từ trường ngoài), sẽ dẫn đến sự thay đổi

về tính chất tán xạ của điện tử và do

đó sẽ làm thay đổi điện trở của chất rắn

1.6 Tăng tốc động cơ

Ví dụ: Túi khí an toàn trong ô –tô

Cảm biến gia tốc làm bằng bán dẫn với công nghệ MEM

Micro-electro-mechanical) đặt ở tấm chắn phía trước,

nhanh chóng thổi hơn vào túi khí khi cần thiết.

Cấu tạo: khối lượng m gắn vào lò xo có độ cứng k trên

khung cảm biến (trơ với lửa).

Nếu ô tô (và khung cảm biến) chịu gia tốc đủ lớn: lò xo

trên sẽ chịu nén hoặc giãn, khiến m chuyển động.

Chuyển động này được đo (ví dụ thông qua một tụ điện):

rồi trigger làm mở túi khí.

1.6 Tăng tốc động cơ

• Công nghệ vi cơ điện tử MEMs microelectro- mechanics.

• Công nghệ quang khắc

1.7 Màng lọc kích thước nano (nanopore filters)

Các màng lọc có kích thước nano dùng để lọc nước, vi khuẩn

Loại 1: Những tấm polycarbonate dày 6 – 11mm: với các lỗ nano

Cách tạo lỗ: ăn mòn có định hướng

Loại 2: Màng lọc từ anodic aluminium oxide (AAO) Xốp hơn loại

trên (lên tới 40%) Có thể ứng dụng chế tạo sợi nano định hướng

thẳng đứng: nén kim loại mềm lên bề mặt màng alumina xốp.

1.8 Một số ứng dụng khác của vật liệu nano trong công nghệ và đời sống

Ý tưởng tạo các vật thể ngày càng nhỏ

Sự thay đổi một số tính chất khi thu nhỏ kích thước vật/linh kiện:

Phân loại vật liệu nano

Dựa trên số kích thước của vật liệu không thỏa mãn điều kiện ở kích

Tỷ lệ diện tích bề mặt/thể tích phụ thuộc hình dạng

(giả thiết thể tích không đổi).

Magic numbers: Tỷ lệ số nguyên tử trên bề mặt

Tỷ lệ số nguyên tử trên bề mặt tăng lên khi kích thước hạt nano giảm Ví dụ, với hạt hình cầu: V là thể tích hạt nano, A là diện tích bề mặt, rA là bán kính nguyên tử, n là số nguyên tử =>

Tỷ lệ số nguyên tử trên bề mặt của hạt nano hình cầu là FA

Vàng khối trơ về mặt hóa học.

Vàng dạng hạt nano thường được xử dụng làm xúc tác cho các phản ứng hóa học.

2.2 Tần số dao động tăng khi kích thước giảm

  g /

2 Con lắc đơn: Tần số cộng hưởng

tăng lên khi l giảm Ví dụ, l=1 m

Cộng hưởng sóng âm: thanh dài L sẽ có dao động cộng hưởng

với chu kỳ T = 2L/v (thời gian đi lại giữa hai đầu thanh).

Con lắc lò xo

độ cứng lò xo k ~ L (L là kích thước của hệ),

=>   L-1

Có thể nhận thấy kL trong trường hợp lò xo là 1 thanh

không khối lượng có tiết diện A, dài L đặc trưng bởi suất

Young:

Y = (F/A)/(L/L).

Nếu thanh chịu lực nén F, sẽ chịu độ nén L = –(LY/A)F

Suy ra, độ cứng của thanh k = A/LY => k  L.

Dao động của thanh đàn hồi

Ví dụ:1 thanh đồng thau chiều dài 0,1 m thì: f = v/2L = 15 kHz Nếu chiều dài100 nm, thì f = 15 GHz

Sự thay đổi cực lớn về tần số dao động này dẫn đến ứng dụng hoàn

toàn khác của linh kiện khi thay đổi kích thước.

NHỎ = NHANH

Tương tự dao động của các thanh, các phân tử cùng dao động với cùng qui luật, nhưng với tần số rất lớn.

THz) Nếu xem đây là hệ hai vật nối với nhau qua lò xo thì độ cứng tương đương của lò xo là 1860 N/m

Suất Yang tỉ lệ với chiều dài: Y ~ L

Con lắc lò xo: sự phụ thuộc của vận tốc, gia tốc, công

suất và mật độ công suất vào kích thước

• Giữ nguyên độ nén cực đại của lò xo xmax/L, với xmax là biên độ dao

động, L là chiều dài lò xo

=> vận tốc cực đại vmax= .xmax  L0 (là hằng số), vì   L-1

• Tương tự, ta có gia tốc cực đại amax=2 .xmax  L–1

• Xét con lắc trong điều kiện giảm kích thước đồng đều theo 3 chiều,

năng lượng của con lắc 2

2

1

W  k.x  L3

max

• Năng lượng = thế năng cực đại (khi x = xmax) Thế năng này sẽ chuyển

hoàn toàn thành động năng sau ¼ chu kỳ, ứng với x=0 => công suất

2.3 Tính chất điện: từ trường

Từ trường của dòng điện thẳng gây ra tại M

B = o  I/2r ~ L;

Giả thiết, trong dây dẫn có điện trường E không

đổi, mật độ dòng điện không đổi =>Cường độ

dòng điện I = AE/ ~ L2

=> B ~ L

Mật độ năng lượng w = o B2/2 ~ L2

=> Năng lượng từ trường Wm ~ V.w ~ L5

Xét ống dây thẳng dài vô hạn (N vòng, dài

Một giọt kim loại hình cầu R=1 mm, có C = 4o.R

Tách ra thành các hạt có r =1 nm Số hạt là N = 1018

Tổng điện dung là C’ = N 4o.r tăng 1012 lần so với điện dung 1 giọt ban đầu

2.4 Tính chất nhiệt

Phương trình truyền nhiệt và hằng số thời gian nhiệt

Xét vật dẫn nhiệt có tiết diện A, dài L và độ dẫn nhiệt kT Một đầu tiếp

xúc với nguồn nhiệt hữu hạn T Một đầu tiếp xúc với nguồn

nhiệt vô hạn 0K

Phương trình dòng nhiệt: dQ/dt = kTAT/L

Tốc độ tỏa nhiệt từ nguồn nóng dQ/dt = CV dT/dt

dT/T =–(kTA/LCV)dt

T = T(0)exp(–t/th ),

Trong đó, th = LCV/kTA là hằng số thời gian nhiệt ~ L2C/kT,

=> kích thước thu nhỏ hằng số thời gian nhiệt giảm

Đk cân bằng

Công suất cơ học dQ/dt ~ L 2 Chênh lệch nhiệt độ giảm khi kích thước giảm

2.4 Tính chất nhiệt

Ví dụ: 1 cục nước đá và 1 tảng nước đá lớn ở Bắc cực đều tan chảy ở 0o C

Ở vật liệu khối: tỷ lệ diện tích bề mặt/thể

tích nhỏ => Bỏ qua sức căng bề mặt => Bỏ qua hiệu ứng bề mặt.

Ở vật liệu nano: tỷ lệ diện tích bề mặt/thể

tích khá lớn => Không bỏ qua được biến đổi năng lượng của các phân tử ở bề mặt:

2.5 Lực cản nhớt sẽ chiếm ưu thế khi hạt có kích

thước nhỏ chuyển động trong môi trường chất lỏng

Lực ma sát trong chất lỏng F: 6πηRV

Vận tốc rơi của vật khối lượng m trong trọng

trường V = mg/6πηR

Khi R của vật rơi nhỏ => v tăng lên ?

Hạt có R=10 m, mật độ khối lượng =2000 kg/m3 sẽ rơi với V = 23 mm/s

Hạt có R=15 nm, mật độ khối lượng =500 kg/m3 sẽ rơi với V = 13 nm/s

2.6 Lực ma sát biến mất trong các cấu trúc phân tử

nano đối xứng

Lực ma sát 0CNTs: ~ gồm những phiến graphite cuộn lại

Không có các phân tử, nguyên tử nằm xen giữa các lớp graphite, hay giữa các lớp nguyên tử trong cấu trúc ống nano khác

Môi trường giữa các nguyên tử rất gần

nhau là chân không.

E = h= hc/

• Electron được tìm ra từ hiệu ứng quang điện có động năng là

K = (hc/ ) – , trong đó  là công thoát điện tử.

Điện tích của electron, điện tích nguyên tố, e=1,602 10-19C xác định theo phương pháp Milikent:

v = (mg + neE)/(6R)

2 MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ ĐỘNG CƠ VÀ LINH KIỆN NANO

Chuyển động tịnhh tiến, quay, dao động là những dạng chuyển động cơ bản

1 Động cơ lò xo tuyến tính (Linear Spring Motors)

Spasmoneme spring:

(A) Đơn bào Vorticella ở trạng thái giãn hoàn toàn ~ mm (trái), nén hoàn toàn (giữa), và trạng thái nén một phần (phải)

(B) Trạng thái lò xo giãn hoàn toàn gồm các sợi mảnh (~2nm) được giữ khoảng cách với nhau nhờ các điện tích âm (các chấm xanh)

Các điện tích âm (chấm xanh) xen kẽ các điện tích dương: ứng với trạng thái co/nén của phần tử đơn bào

Khi tiếp xúc với canxi, các sợi màu xanh bị co lại, do các điện tích âm bị trung hòa

=> phần thân tế bào co lại, trong vòng vài ms giảm 40% chiều dài, và đạt vận tốc

co lại ~ 8 cm/s

Sự bắt mồi của Vorticella

 Chiều dài tối đa (khi duỗi hết) là vài mm

 Trong vài ms có thể co lại còn 40% chiều dài tối đa

=> vận tốc lên tới 8 cm/s

3.2 MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ ĐỘNG CƠ VÀ LINH KIỆN NANO

3.2.2 Động cơ phân tử tuyến tính (Linear Engines on Tracks)

Khi động cơ phân tử kinesin di động, mỗi bước đi của phân tử

cần 1 năng lượng là 50 x 10-21 J Năng lượng này có được bằng

cách thủy phân ATP thành ADP và phosphate vô cơ Mỗi bước

đi của kinesin cỡ 8 nm.

Tốc độ di chuyển là ~ 100 bước 1s.

Hiệu suất của các động cơ sinh vật (kinesin, myosin,…) vào

khoảng 50-60%; lớn hơn nhiều so với động cơ đốt trong

10- 15% Nguyên nhân: cơ chế hoạt động khác nhau

Kinesin and myosin

3.2.3 Động cơ quay (ATP synthase,…)

Giải Nobel hóa học 1997: Dr John Walker, Dr Paul Boyer and Dr Jens Skou…

Sợi đánh dấu huỳnh quang actin cho phép quan sát chuyển động quay của nhánh “c” trong enzym ATP Synthase (F0F1) [20] Khi một nhánh “c” Glu2 được thay thế bằng cysteine rồi tới biotinylated để bám vào streptavidin và sợi actin

Các phần tử , , e, và c được xem như là rotor,

còn , , , a và b là stator.Tốc độ quay của sợi actin trong môi trường nhớt phụ thuộc vào chiều dài sợi Ví dụ, f=0.5 Hz – 10 Hz ứng với momen xoắn 40 pN.nm

So sánh mật độ công suất và vận tốc 3.2.4 Kênh dẫn ion, nano-transitor trong sinh học

3 CHÚNG TA CÓ THỂ CHẾ TẠO LINH KIỆN NHỎ NHƯ THẾ NÀO?

Kích thước giới hạn lý thuyết: kích thước các phân tử/động cơ

phân tử sinh học

Các thiết bị được chế tạo thực tế lớn hơn rất nhiều các phân tử

sinh học (do giới hạn của công nghệ, kỹ thuật hiện tại).

Làm như thế nào để có thể đạt được kích thuớc nano?

1 Phương pháp chế tạo các vật/linh kiện kích thước nhỏ

2 Phương pháp quan sát vật thể/linh kiện nhỏ

3.3.1 Phương pháp chế tạo các vật/linh kiện kích thước nhỏ

Bánh răng của động cơ được chế tạo trên phiến silic bằng phương pháp ăn mòn (deep reactive ion etching)

Các phương pháp “bottom-up”

Lắp ghép từ các phần tử nhỏ để có cấu trúc phức tạp

hơn:

• Công nghệ nano DNA: sử dụng kỹ thuật lắp ghép

Watson–Crick để chế tạo các cấu trúc có trật tự khác

DNA hay các nucleic acids.

• Phương pháp tổng hợp hóa học.

• Đầu dò Hiển vi lực nguyên tử (AFM) được dùng như

đầu ghi, nhằm lắp ghép các phân tử/nguyên tử lên một

bề mặt theo hình dạng xác định => còn được gọi là bút

ghi nano (dip pen nanolithography).

được nhận giải Nobel vật lý năm 2007 cho phát minh hiệu ứng từ trở khổng lồ và những đóng góp của họ trong lĩnh vực spintronics.

• Công nghệ nanoelectromechanical systems (NEMS) liên quan tới microelectromechanical systems (MEMS).

• Focused ion beams can directly remove material, or even deposit material when suitable precursor gasses are applied at the same time For example, this technique is used routinely to create sub-100 nm sections of material

• Đầu dò AFM dùng như đầu ghi để phủ phần tử cảm quang trên bề mặt vật liệu, sau đó quá trình ăn mòn được thực hiện để thu được các cấu trúc

PP chế tạo các vật/linh kiện kích thước nhỏ

(1) Hiển vi đầu dò quét xuyên hầm (STM)

Đầu dò của STM sắp xếp các

nguyên tử vào vị trí => hình

thành cấu trúc nano lắp ghép.

3.3.2 Phương pháp quan sát vật thể/linh kiện nhỏ

Hiển vi điện tử quét tunel, STM: vừa chế tạo, đồng thời quan sát các vật thể nhỏ

Sự phân bố của 8 phân tử CsI trên bề mặt (111) của Cu

Các phân tử Fe(48) được STM bố trí trên vòng tròn đường kính 14,3 nm và sóng đứng thể hiện mật độ electron (hàm sóng)

đó với thế giới bên ngoài?

Hai hướng đang được quan tâm chính:

o Thông qua kỹ thuật điện tu nano

o Thông qua các phân tử y sinh học

Molecular Communication

Giao tiếp qua các phân tử y sinh học

I F Akyildiz, F Brunetti, C Blasquez, “Nanonetworks: A New Communication Paradigm”, Computer Networks, 52, 2008

• Sender nanomachines encode information into information molecules (e.g DNA, proteins, peptides)

• Information can be transmitted through diffusion or active transport

• Ability to create communication systems and networks using biological components and processes that are found in nature

• Interdisciplinary research (nanotechnology, communication technology,

3.3.4 Công nghệ tự lắp ghép liệu có khả quan?

• Phương pháp sinh học: các cấu trúc được sắp xếp, lắp ráp hoàn

toàn (hoặc hầu như) tự động.

• Nguyên lý tự lắp ghép để hình thành phân tử DNA là cơ sở để

công nghệ hiện tại có thệ tiệm cận tới được hiện tượng tự lắp

ghép để hình thành nên cấu trúc nano mong muốn.

3.3.5 Tiệm cận tới hiện tượng tự lắp ghép các phần tử

3 chiều