Монография посвящена рассмотрению проблем и возможностей использования кремния для создания приборов и устройств наноэлектроники и нанофотоники. Даны представления о квантоворазмерных эффектах, возможности их проявления в кремниевых элементах и структурах, а также физических ограничениях. Рассмотрены наиболее перспективные технологические возможности формирования наноразмерных кремниевых структур.

Исследовано влияние облучения пучком ионов Al++B+ на структурно-фазовое состояние, химический состав, нанотвердость и износостойкость TiN покрытий. Установлено, что ионное облучение повышает износостойкость покрытий в 4 раза, а нанотвердость - в 1,6 раза. Изменение свойств связывается с радиационно-стимулированным выделением высокодисперсных боридных и нитридных фаз. изменением среднего размера и преимущественной ориентации зерен основной фазы.

Книга подготовлена коллективом американских исследователей на основе рекомендаций Межведомственной рабочей группы по нанонауке, нанотехнике и нанотехнологии, которая входит в Национальный совет по науке и технике при президенте США. Нанотехнология, обеспечивающая прогресс во многих областях деятельности, объявлена в США приоритетным направлением с существенным увеличением государственного финансирования. Изложены основные сведения об исследованиях и разработках, а также о применении нанотехнологии в машиностроении, энергетике, электронике, компьютерной и военно-космической технике, биологии, медицине, охране окружающей среды. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в областях физики и химии конденсированных сред, материаловедения, биологии, медицины, экологии, электроники, энергетики, а также для специалистов, разрабатывающих стратегию развития науки и техники.

В монографии представлены результаты теоретического и экспериментального исследования особенностей формирования поверхностных слоев материалов и покрытий в неравновесных условиях, типичных для современных способов обработки с использованием ионно-плазменных и импульсных электронно-лучевых технологий. Развиты подходы к теоретическому описанию механического поведения материалов, находящихся в неравновесном состоянии; к изучению диффузионных процессов в неравновесных условиях. Дано обобщение экспериментальных исследований механических свойств и структуры гомогенных и гетерогенных материалов с поверхностным слоем, модифицированным с применением высокодозовой ионной имплантации, электронных пучков и магнетронного распыления. Описаны физические явления, сопровождающие формирование неравновесных состояний поверхностных слоев, и их кинетические закономерности. Для специалистов, работающих в области поверхностной инженерии, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Данная работа является продолжением серии книг издательства «Техносфера» по мировым достижениям в области нанотехнологий. В книге представлены материалы, опубликованные в 2006 - 2008 гг. в журнале «Нано- и микросистемная техника» и сгруппированные по разделам, охватывающим наноматериалы, наноэлектронику, нанодатчики и наноустройства, диагностику наноструктур и наноматериалов, нанобиотехнологию и применение нанотехнологий в медицине. В издании представлены примеры реализации и применения в области технологии формирования наноструктур, методов исследования наноматериалов, метрологическое обеспечение и основы технологии наносистемной техники. По просьбе читателей в книгу введен новый раздел - «Англо-русский терминологический словарь по микро- и наносистемной технике». Сборник представляет интерес для ученых, инженеров и преподавателей высшей школы, аспирантов и студентов, специализирующихся в области нанотехнологий, наноматериалов, наноэлектроники, микро- и наносистемной техники.

В рамках многоуровневого подхода физической мезомеханики исследованы механизмы самосогласования поворотных мод циклической деформации на мезомасштабном уровне в поврехностных слоях поликристаллов различной природы. Получено прямое экспериментальное подтверждение эффекта "шахматного" распределения пластической деформации в зоне интерфейса "поверхностный слой - подложка" и на внутренних границах раздела.

Представлены результаты исследований сухого трения скольжения стали Гадфильда (Г13). Изучены особенности деформирования поверхностного слоя стали в зависимости от условий испытания - низкой скорости скольжения и малом давлении, когда нормальные напряжения на поверхности трения значительно меньше напряжения текучести стали Г13. Проанализировано влияние модифицирования поверхностного слоя на характер трения и изнашивания.