В последние годы развитие технологий происходит весьма активно: интенсивно обновляются технические базы разнообразных энергетических систем, предприятий промышленности. Всё это требует использования инновационных технологий и перспективные материалов, которые не только смогут эффективно использоваться для удовлетворения актуальных потребностей человечества, но и будут способствовать сохранению целостности природной среды.
В настоящее время перспективными материалами считают керамические, тонкоплёночные и композиционарные материалы, для получения которых используются инновационные технологии.
Для керамических материалов характерны высокие твёрдость и теплостойкость. Их используют для изготовления термостойких и прочных частей различных машин, инструментов, оборудования и др. Исследования, проведённые на молекулярном уровне, установили, что на прочность керамических изделий оказывают воздействие даже незначительные структурные дефекты.
Инновационные технологии основываются на управлении кинетическими реакциями. С их помощью можно получить керамический материал с заданными свойствами и структурой.
При выжигании в металлорганическом полимере можно получить материал с высокой термостойкостью, который подобен карбиду кремния.
Однородное термостойкое покрытие формируется при помощи реакций летучих соединений, происходящих при высокой температуре, с последующим осаждением конечных продуктов на подложку заданной формы.
Данную технологию также используют для получения деталей реактивных двигателей. Добавка даже незначительного количества каких-либо примесей может вызвать заметное изменение свойств материала.
В процессах синтеза сверхпрочного волокна при включении графита в органический материал удалось получить разработку материалов нового вида, которые являются композиционными материалами с усовершенствованными свойствами. технологии изготовления этого материала используется введение тонкого волокна в высокомолекулярные полимеры обычной структуры. Примером этого перспективного материала является эпоксидная смола.
Композиционные материалы, которые были получены указанным способом, являются столь же прочными, как лучшие марки конструкционной стали. Эти материалы характеризуются большим отношением прочности к массе, в связи с чем их широко используют в разработке разнообразных деталей авиационной и космической техники, автомобилей и морских судов.
К настоящему времени создание тонкоплёночных материалов - одно из наиболее актуальных и перспективных направлений. Примеры тонкоплёночных материалов - полупрозрачные, защитные, магнитные, упрочняющие, диэлектрические и некоторые другие материалы.
На толщину осаждаемых материалов оказывает влияние выполняемые ими функциями; она может составлять он нескольких ангстрем до тридцати микрометров. Совсем недавно разработана технология изготовления микроэлектронных элементов, которые имеют размеры в несколько долей микрометра.
Для формирования тонкоплёночных элементов применяются следующие основыне инновационные технологии:
В современный период микроэлектронные технологии всё шире используются в изготовлении различных материалов. Одним из самых популярных примеров продукции, которая создаётся средствами микроэлектронных технологий, служит микропроцессор - устройство, необходимое для приёма, обработки и передачи информации. Данный вид устройства выполнен в виде одной или нескольких интегральных схем. Такая Эта цепь основана на пластине, которая имеет небольшие размеры. Пластину эту называют чипом. Многие современные микропроцессоры содержит в своём составе миллионы транзисторов и других электронных компонентов, располагающихся на кремниевой пластине, площадь которой составляет несколько квадратных сантиметров.
Чипы изготовлены из кремния высокой чистоты. В них имплантируются специальные добавки с целью формирования элементов устройства, необходимых для выполнения заданных функций (хранение, запоминание, обработка информации и др).
При изготовлении тонкоплёночных материалов данного типа решающее значение имеет выбор тонкоплёночной технологии.
На первом этапе в кремниевые структуры вводятся необходимые легирующие примеси с получением соответствующего рисунка электроцепи.
Данный процесс осуществляется при очень высоких температурах, поэтому для защиты поверхности используют тонкие плёнки диоксида кремния.
Рисунок формируется с помощью фоторезиста, являющегося органическим материалом. Световой поток инициирует химические процессы в фоторезисте, которые приводят к разрыву или образованию ковалентных связей. Результатом данных процессов является локальное уменьшение или увеличение фоторезиста.
С целью разработки элементов схемы, имеющих размеры, соответствующие длине волны светового излучения, большое значение имеют дифракционные эффекты. Применение коротковолнового излучения способно ослабить эти эффекты. Это является свидетельством того, что дальнейший прогресс в микроэлектронике и её последующая трансформация в наноэлектронику может осуществляться только в условиях использования коротковолнового излучения (ультрафиолетового или рентгеновского). Разумеется, это станет основой дальнейших технологических преобразований при изготовлении новых материалов, необходимых для перспективного развития человеческой цивилизации.