7
Квантовые объекты нанотехнологий: свойства, применения, перспективы
жутся не только ярче и энергетически эффективнее современных, но и
будут иметь более низкую стоимость.
Очень перспективно применение квантовых точек в интроскопии
биологических структур и организмов. Так, квантовые точки, введен-
ные в кровеносные сосуды, позволяют с высоким разрешением рас-
сматривать мельчайшие капилляры. Кроме того, они дают возможность
получать трехмерные изображения живых клеток, например, раковых
или клеток мозга, и, как уже отмечалось, очень перспективны при ран-
ней диагностике и лечении на самых ранних стадиях онкологических
заболеваний.
Важно отметить, что квантовые точки являются одним из глав-
ных кандидатов для представления основы квантовой памяти — ку-
битов — при вычислениях на квантовом компьютере.
Углеродные нанотрубки.
Обнаружение новых форм существова-
ния углерода — одного из самых распространенных элементов на Зем-
ле, таких как фуллерены, углеродные нанотрубки, графен, относится к
числу наиболее удивительных и важных открытий в науке XX столетия.
Долгое время считалось, что углерод имеет только две кристаллические
структуры — графит и алмаз. Впоследствии было показано, что атомы
углерода могут составлять сложные молекулы с поверхностями, обра-
зованными правильными пяти-, шести-, семи- и восьмиугольниками.
В конце ХХ в. были открыты разнообразные формы элементарного
углерода, среди которых следует выделить фуллерены, нанотрубки и
графен. В данной публикации основное внимание уделено анализу
свойств углеродных нанотрубок и графена и описанию их возможных
применений в нанотехнологиях.
Нанотрубка представляет собой цилиндрическую поверхность,
образованную правильными шестиугольниками из атомов углерода
(рис. 5). Протяженность этих трубок, при диаметре от долей нанометра
до нескольких нанометров, может достигать нескольких сантиметров.
В зависимости от условий получения они могут иметь открытые или
закрытые концы. Кроме того, в зависимости от размера и структуры,
нанотрубки могут обладать проводящими свойствами либо проводни-
ков, либо полупроводников [12].
Углеродная нанотрубка характеризуется целыми числами (индек-
сами симметрии)
n
и
m
, которые называются также индексами хираль-
ности. В общем случае нанотрубки обладают винтовой осью симме-
трии, при этом углеродные шестиугольники закручиваются по спирали
вокруг оси трубки (см. рис. 5,
б
).
Анализ показывает, что два типа трубок — с индексами (
n
, 0) и
(
n
,
n
) — не имеют винтовой симметрии. В трубках с индексами (
n
, 0)
стороны углеродных шестиугольников при движении по трубке парал-
