Fizyka nanoukładów

Fizyka nanoukładów w ostatnich dziesięcioleciach przeżywa burzliwy rozwój i jest jedną z największych i najważniejszych gałęzi nowoczesnej fizyki. Do nanoukładów w fizyce ciała stałego należą ciała, głownie krystaliczne, o rozmiarach, chociażby w jednym kierunku, rzędu od ułamka do kilkuset nanometrów. Okazało się, że w nanokrystalicznych ciałach stałych właściwości fizyczne oraz rożne dynamiczne procesy znacznie różnią się od tego, co obserwuje się w makroskopowych ciałach stałych, na przykład temperatura topnienia cząstek nanozłota jest prawie trzy razy niższa od temperatury topnienia makrocząstek. Główną cechą nanomateriałów jest to, że dobrze znane nam cząstki (np. elektrony) zaczynają ujawniać swoje właściwości falowe, wskutek czego można zaobserwować zjawiska interferencji i dyfrakcji fal materii. Ważną rolę w nanoukładach zaczyna odgrywać też tak zwany efekt wymiarowości nanoukładu, który powoduje, że wiele charakterystyk fizycznych nanoukładów wykazuje właściwości kwantowe. Zaliczyć do nich można na przykład opor (efekt Halla) czy przewodność nanomateriałów. Ponieważ w nanoukładach większość atomów znajduje się na powierzchni, właściwości fizyczne nanomateriałów w znacznym stopniu zależą od jakości powierzchni próbki. Z przedmowy