ФИЗИКА НАНОСИСТЕМ
Кристаллофизика наносистем. Наноструктуры и методы их симметрийного описания, Квантовые размерные эффекты, масштабирование, Теория квантовых переходов. Обменное взаимодействие. Энергетический спектр электронов в квантово-раз-мерных структурах: квантовые точки, ямы, нити, сверхрешетки. Распределение и транспорт носителей заряда в квантово-размерных структурах. Баллистический транспорт. Резонансное, спин-завися-щее туннелирование. Квантовый эффект Холла. Оптические свойства квантово-размерных структур, Магнитные свойства нанослоевых композиций и фрактально-кластерных структур. Физика процессов переноса в неупорядоченных системах. Теория протекания. Кооперативно-синергетические процессы переноса энергии и зарядов в конденсированных средах. Перенос энергии и заряда в биоорганических наносистемах.
ХИМИЯ НАНОСИСТЕМ
Физическая химия поверхности твердого тела. Энергетическая структура поверхности. Термодинамика поверхности. Кинетические процессы на поверхности: адсорбция, десорбция, смачивание, зародышеобразование. Физическая химия наноструктурированных материалов, Малые ансамбли молекул, межмолекулярные взаимодействия. Размерные и функциональные свойства наночастиц. Молекулярная динамика, конформации. Симметрий-ное описание наносистем. Термодинамика и кинетика межфазных границ, Кластерообразование. Мицеллообразование. Полимеризация. Матричный синтез. Самоорганизация. Наноматериалы: золи, гели, суспензии, коллоидные растворы, матрично-изолированные кластерные сверхструктуры, фул-лерены и фуллереноподобные материалы, углеродные нанотрубки, полимеры, сверхрешетки, биомембраны. Модели электропроводности, теплопроводности и механических свойств наносистем. Связь между физико-химической природой и специальными свойствами наноматериалов: биосовместимость, селективность, энергоемкость, память. Нанохимические компоненты: катализаторы, сорбенты, насосы, реакторы.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ НАНОСИСТЕМ
Классификация материалов по техническому назначению, составу и свойствам: конструкционные, функционально активные, адаптивные материалы, проводники, полупроводники,сверхпроводники, диэлектрики. Основы кристаллофизики наноматериалов. Физикохимия процессов синтезанано структурированных материалов. Методы получения наноматериалов. Синтез нанодисперсныхматериалов. Синтез наноструктурированных композитов. Атомно-молекулярные нанослоевые технологии. Нанозондовый локальный синтез и модификация. Микро- и нанобиотехнологии. Методы исследования наноматериалов. Свойства наноматериалов: механические, теплофизические, физико-химические, электрофизические, оптические. Критерии выбора и совместимости материалов: кристаллохимическая и термомеханическая совместимость. Применение наноматериалов: конструкционные материалы для механических конструкций, электрической и оптической коммутаций функционально активные материалы для электростатических, электромагнитных, пьезоэлектрических, оптических, электрооптических и термоэлектрических преобразователей энергии, движения, информации; адаптивные материалы. Самоорганизующиеся среды.
ПРОЦЕССЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ
Методы нанослоевого синтеза: атомно-молекулярная эпитаксия, молекулярная и химическая сборка, молекулярное наслаивание методом Ленгмюра-Блоджетт, полианионная молекулярная сборка, матричный синтез биоорганических веществ. Методы синтеза наноструктурированных материалов: вакуумно-плазменный и химический синтез фуллерено-подобных материалов, углеродных нанотрубок, многослойных нанокомпозитов. Золь-гель-технологии. Синтез полимеров и полимерных композиций. Методы сверхлокального нанесения, удаления и модифицирования вещества: корпускулярно-фотонные и электрохимические нанотехнологии, нанозондовый локальный синтез и удаление вещества, модифицирование поверхности. Самооорганизующиеся процессы и среды.
МЕТОДЫ НАНОДИАГНОСТИКИ
Методы измерения и контроля наноразмеров и контроля наноколичеств: интерферометрия, эллипсометрия, растровые электронная и ионная микроскопии, сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия, вторичная ионная масс-спектрометрия, Оже-спектроскопия, электронная спектроскопия для химического анализа, рентгеноспектральный микроанализ, электронный и ядерный парамагнитный резонанс, ИК Фурье-спектроскопия, хроматография, электрофорез. Методы исследования структуры: рентгеноструктурный анализ просвечивающая электронная микроскопия, электронография, дифракция быстрых и медленных электронов, малоугловая дифракция, обратное рассеяние Резерфорда. Атомно-зондовые методы анализа поверхности: контактные и бесконтактные методы сверхлокальный контроль электрических и магнитных полей, измерение емкости и концентрации носителей заряда, адгезионных параметров. Электрические методы контроля свойств наноструктур токовая и емкостная спектроскопия, Активная метрика процессов синтеза наноструктурированных материалов и нанослоевых композиций. Микро- и наноаналитические системы. Биомедицинские методы нанодиагностики. Биочипы и биокластеры.
НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Энергетический спектр частиц в системах пониженной размерности. Прохождение частиц через многомерные квантовые структуры, Влияние электрического поля на энергетический спектр систем пониженной размерности, Экранирование электческого поля в структурах пониженной размерности. Квантовый эффект Холла в двумерном электронном газе. Транспортные явления в квантово-раз-мерных структурах. Баллистический транспорт. Электрон-фононное взаимодействие. Резонансное, спин-зависящее туннелирование, Электропроводность и эмиссионные свойства углеродных нано-трубок и фрактальных структур. Оптоэлектронные свойства квантово-размерных структур: квантовые точки, ямы, нити, сверхрешетки. Магнитные свойства нанослоевых композиций и кластерных систем. Перенос заряда, энергии и информации в биоструктурах. Приборы нан о электроники: полевые нанотранзисторы, резонансно-туннельные диоды, спиновые клапаны, электронные и квантовые интерферометры, магниточувствительные элементы, Бионаносенсорика. Элементная база квантовых компьютеров на основе неорганических и органических наносистем.
НАНООПТИКА
Размерные эффекты в оптике: классические и квантовые размерные эффекты. Квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, сверхрешетки, квантовые кристаллы. Распространение оптического излучения в квантово-размерных слоях и наноструктурах. Оптические эффекты в наноструктурах. Преобразование и генерация оптического излучения в наноструктурах. Фотонные кристаллы. Нанослоевые композиции для преобразования и передачи оптических сигналов. Сверхскоростные методы передачи и обработки информации, распознавание образов. Высокоразрешающие методы оптической диагностики наноструктурированных материалов и нанослоевых композиций, Ближнепольная оптическая микроскопия, Предельные возможности микро- и нанооптики,
НАНОМЕХАНИКА
Макро-, микро- и нанокристаллическая структуры наноматериалов. Размернофункциональные свойства наночастиц. Структурные и фазовые превращения наноструктурированных материалов. Дисперсные, нанокристаллические и нанокомпозиционные материалы. Сплавы. Волокнистые, слоистые, фрактальные нанокомпозиты. Методы синтеза наноматериалов. Механические, физико-химические и теплофизические свойства наноструктурированных материалов. Обработка поверхности с наноточностью; механическая, электрохимическая, электронно-лучевая, лазерная, ионно-плазменная. Ионное наномодифицирование поверхности. Искусственное и естественное наноформообразование. Способы механического позиционирования с наноточностью: пьезоэлектрические и магнитострикционные приводы движения. Способы демпфирования тепловых и механических воздействий при нанопозиционировании и нанообработке. Оптические методы контроля положения с наноточностью. Механические и оптические методы контроля наношероховатости. Атомнозондовые методы контроля морфологии поверхности. Микро- и наноинструмент для атомно-молекулярной инженерии, Механика течения жидкостей и газов в микро- и нанокапиллярах. Транспортные и механохимические процессы в биосистемах.
МИКРО- И НАНОЭНЕРГЕТИКА
Моделирование процессов переноса заряда, энергии и вещества в наноструктурированных системах. Процессы энергонакопления и энергопереноса в неорганических материалах с нанослоевой и кластернофрактальной структурой. Фотопреобразователи на основе нанослоевых и нанокластерных композиций. Наноэлектрохимия. Микромеханические источники энергии и движения, Механизмы переноса энергии в биоструктурах. Солитоны. Системы сопряженных ионно-водородных связей. Биоэнергетика. Фоторецепция. Биофоторецепция. Фотосинтезирующие мембраны. Механизмы фотосинтеза. Транспортные процессы в биосистемах. Классификация транспортных АТФ и механизмы их работы. Механохимические процессы переноса вещества на клеточном и тканевом уровнях. Биотехнические системы рекуперации энергии и движения.
БИОМЕДИЦИНСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ
Организация биологических систем. Атомно-молекулярная структура биологических систем, Нуклеиновые кислоты. Методы изучения и синтеза нуклеиновых кислот. Принципы генной инженерии. Белки. Уровни организации белков. Методы изучения и синтеза белков. Белковая инженерия. Биоэнергетика. Механизмы переноса энергии в биоструктурах. Электромагнитное, оптическое, акустическое, тепловое и химическое воздействие на биологические микро- и наносистемы. Биосенсорика, Принципы молекулярного узнавания. Взаимодействие лигандов с надмолекулярными структурами. Биокатализ. Модели работы олигомерных ферментов. Модель работы хемосенсоров. Иммуноглобулины. Биомембраны. Зонно-блочная модель. Сенсорные белки в биомембранах. Нейросенсори-ка. Фоторецепция, Фото синтезирующие мембраны, Фоторецепторные белки. Транспортные и механохимические процессы в биосистемах. Методы медицинской и микробиологической нанодиагностики. Биочипы и биокластеры. Селективная бионанодиагностика и хемонанотерапия. Наноаналитические системы, Микро- и наноинструмент для медицинской диагностики, терапии, хирургии и генной инженерии,
Данные аннотации фактически характеризуют не только предметную область обучения, но и направления реальной научно-практической деятельности в указанных областях.