- •Введение
- •Глава 1 Использование нанометодов в научных исследованиях
- •§ 1.1. Нанобиотехнологии
- •§ 1.2. Наноэлектроника
- •§ 1.3. Международный томографический центр. Наномагнетики
- •§ 1.4. Нанобезопасность
- •Глава 2 Наноисследования и нанотехнологии в оптике
- •§ 2.1. Основные задачи нанофотоники
- •§ 2.2. Лампа Накамуры
- •§ 2.3. Лазерный ключ
- •§ 2.4. Волоконные лазеры
- •§ 2.5. Отклонение света назад
- •Глава 3 Методы исследования и анализа наноструктур § 3.1. Электронная микроскопия
- •§ 3.2. Дифракционный анализ
- •§ 3.3. Спектральные методы
- •§ 3.4. Методы определения размеров наночастиц
- •Глава 4 Зондовые нанотехнологии § 4.1. Ближнепольная оптическая микроскопия
- •4.1.1. Зонды бом на основе оптического волокна
- •4.1.2. «Shear-force» метод контроля расстояния зонд-поверхность в ближнепольном оптическом микроскопе
- •4.1.3. Конфигурации бом
- •§ 4.2. Методы сканирующей зондовой микроскопии
- •4.2.1. Сканирующая туннельная микроскопия
- •4.2.2. Атомно-силовая микроскопия
- •4.2.3. Электросиловая микроскопия
- •4.2.4. Магнитно-силовая микроскопия
- •§ 4.3. Военные приложения нт
- •§ 4.4. Электроника, фотоника, магнитные материалы
- •§ 4.5. Компьютеры и коммуникационные устройства
- •§ 4.6. Программное обеспечение и искусственный интеллект
- •§ 4.7. Материалы
- •§ 4.8. Источники и аккумуляторы энергии
- •§ 4.9. Камуфляж и средства маскировки
- •§ 4.10. Распределенные датчики
- •§ 4.11. Обычные виды вооружений
- •Глава 5 применение нанотехнологий § 5.1. Объекты нанометрового масштаба и пониженной размерности
- •§ 5.2. Атомные манипуляции с помощью стм
- •5.2.1. Удаление атомов
- •5.2.2. Осаждение атомов
- •5.2.3. Перемещение атомов вдоль поверхности
- •§ 5.3. Самоорганизация
- •§ 5.4. Оптические свойства наноструктур
- •5.4.1. Наноструктуры для применения в оптоэлектронике
- •5.4.2. Действие мощных нано- и фемтосекундных лазерных импульсов на кремниевые наноструктуры
- •§ 5.5. Фуллерены и углеродные нанотрубки
- •§ 5.6. Метаматериалы и оптические свойства наноструктур
- •Приложение Перспективы и возможные последствия нанореволюции
- •Три основных типа экономики
- •Вместо послесловия
- •Список литературы
- •Оптические свойства наноматериалов
- •Кристаллы
- •680021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
§ 4.5. Компьютеры и коммуникационные устройства
Развитие вычислительной техники в течение последних десятилетий характеризуется непрерывным ростом ее быстродействия и мощности, сопровождаемым столь же непрерывным уменьшением характерных размеров микроэлектронных деталей и целых структур. Экстраполяция известного закона Мура позволяет предполагать, что к 2015-2020 годам разработчики компьютерного и коммуникационного оборудования должны перейти к использованию каких-то существенно новых принципов работы и структурных элементов. Например, электронные схемы, возможно, будут действительно создаваться на основе нанотрубок или даже отдельных молекул, а жесткие диски сменят наноразмерных запоминающие устройства без вращающихся деталей и т.д. В кибернетике, вероятно, получит дальнейшее развитие новая парадигма, основанная на решении очень сложных задач при параллельной работе огромных массивов или комплексов вычислительных систем (возможно, построенных из молекул ДНК и квантовых компьютеров), архитектура которых будет напоминать нейтронную сеть человеческого мозга.
В технике связи НТ-электроника и фотоника позволят значительно расширить частотные диапазоны и повысить эффективность их использования. Будут созданы новые высокоскоростные системы оптоволоконной связи.
Ожидается, что в течение ближайших двадцати лет объем памяти и быстродействие компьютеров возрастут на четыре порядка, что, естественно, потребует столь же значительного понижения их размеров и энергопотребления. При этом будет постоянно снижаться стоимость как самой вычислительной техники, так и ее эксплуатации, включая реальную стоимость в пересчете на отдельный процессор. Ожидается, что физический объем процессоров (обладающих характеристиками современных ПК) уменьшится до нескольких кубических сантиметров (или даже кубических миллиметров!), что позволит широко использовать их для самых разнообразных предметов военного оборудования и амуниции (от средств транспорта и винтовок до формы и отдельных боеприпасов). При необходимости микропроцессоры могут быть интегрированы с коммуникационными устройствами, дисплеями, устройствами ввода информации (клавиатурой и микрофонами), микродатчиками и приводами. Дальнейшая миниатюризация приведет к принципиально новым возможным применениям, таким как создание объединенных систем микродатчиков, систем наведения для самых небольших поражающих средств (снарядов и пуль), имплантируемых вычислительных устройств, микророботов и т.п. Более того, при массовом производстве такие вычислительные и коммуникационные устройства могут затем быть объединены в более сложные и «гибкие» сети, способные непрерывно менять свою конфигурацию в зависимости от условий окружения. Сказанное может относится не только к интересующих военных специалистов «боевой ситуации на поле боя», но и к самым разнообразным задачам логистики и управления. В принципе, распределенная система датчиков позволит автоматически отслеживать изменение разнообразных параметров (например, ускорение, влажность, температуру и т.п.) в крупных системах (большие склады, огромные самолеты), передавать данные в центральную систему управления и осуществлять автоматическое регулирование условий).
По-видимому, в течение ближайших двадцати лет развитие вычислительной техники будет связано с прогрессом в области различных НТ, а общие характеристики вычислительных устройств будут изменяться (по крайней мере, в общих чертах) в соответствии с законом Мура. Естественно, совершенствование компьютеров должно создавать новые возможности их использования в военной сфере, однако сроки реализации реального внедрения новшеств определить очень сложно (например, сама возможность разработки и практического использования упоминавшихся выше квантовых компьютеров может затянуться на десятилетия).