Основы технологии наноматериалов

Fundamentals 
oF nanomaterial technology

laboratory practical course

Stavropol
Publisher
North Caucasus Federal University
2022

UDC  620.22 (075.8)
BBК  22.383.5 в7 я73

О 75

Published by the decision 
of the Editorial and Publishing Council 
North Caucasus 
Federal University

© North Caucasus 
Federal University, 2022

О 75 
Fundamentals of nanomaterials technology: textbook (laboratory 
workshop) / I. M. Shevchenko, M. A. Yasnaya, A.V. Blinov, etc. – 
Stavropol: Publisher NCFU, 2022. – 62 p.

The manual is compiled in accordance with the requirements of the 
Federal State Educational Standard of Higher Education (FGOS VO 3++), 
in accordance with the working curriculum and the work program of the 
discipline; it presents laboratory work containing brief theoretical information 
on the topics of work, methodological guidelines for their implementation, 
plans for the preparation of a report, control questions and tasks on the studied 
topic, recommended literature, test tasks for the control of the studied material. 
It is intended for students studying in the bachelor’s degree program 
28.03.02 Nanoengineering, directions (profiles) «Diagnostics of materials 
and nanosystems in industry»; «Nanotechnology and nanomaterials».

UDC 620.22 (075.8)
BBК 22.383.5 в7 я73

Authors-compilers :
Ph. D., Assoc. Prof. I. M. Shevchenko, 
Ph. D., Assoc. Prof. M. A. Yasnaya, 
Ph. D., Assoc. Prof. A.V. Blinov,
Ph. D., Assoc. Prof. A. A. Blinova, 
Ph. D., Assoc. Prof. A. G. Ispiryan

Reviewers:
Ph. D., Assoc. Prof. S. A. Kunikin 
Ph. D., Assoc. Prof. O. A. Dyudyun 
(Stavropol State Medical University)

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ 
НАНОМАТЕРИАЛОВ 

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 

Ставрополь
Издательство
Северо-Кавказского федерального университета
2022

УДК  620.22 (075.8)
ББК  22.383.5 в7 я73

О 75

Печатается по решению 
редакционно-издательского совета 
Северо-Кавказского 
федерального университета

© Северо-Кавказский 
федеральный университет, 2022

О 75    Основы технологии наноматериалов: учебное пособие (лабора
торный практикум) / И. М. Шевченко, М. А. Ясная, А. В. Блинов 
и др. – Ставрополь: Из-во СКФУ, 2022. – 62 с.

Пособие составлено в соответствии с требованиями Федерального 
государственного образовательного стандарта высшего образования 
(ФГОС ВО 3++), в соответствии с рабочим учебным планом и рабочей 
программой дисциплины; в нем представлены лабораторные работы, 
содержащиe краткие теоретические сведения по темам работ, методические указания по их выполнению, планы составления отчета, контрольные вопросы и задания по изучаемой теме, рекомендуемую литературу, тестовые задания для контроля изучаемого материала.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 28.03.02 Наноинженерия, направленностям (профилям) «Диагностика материалов и наносистем в промышленности»; 
«Нанотехнологии и наноматериалы».

УДК 620.22 (075.8)
ББК 22.383.5 в7 я73

Составители:
канд. техн. наук доцент И. М. Шевченко, 
канд. хим. наук доцент М. А. Ясная, 
канд. техн. наук доцент А. В. Блинов, 
канд. техн. наук доцент А. А. Блинова, 
канд. физ.-мат. наук доцент А. Г. Испирян

Рецензенты:
канд. физ.-мат. наук доцент С. А. Куникин,
канд. хим. наук доцент О. А. Дюдюн
(Ставропольский государственный медицинский университет МЗ РФ)

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ........................................................................................................6

 
1. Введение в лабораторный практикум по технике 
 
 
безопасности в помещении лабораторий 
 
 
тонкопленочных технологий  .........................................................7

 
2. Синтез тонких (нано-размерных) пленок методом 
 
 
мономолекулярного наслаивания  ..............................................12

 
3. Получение ультратонких пленок кремния методом 
 
 
вакуумного лазерного испарения  ...............................................23

 
4. Технология нанесения тонких пленок методом 
 
 
ионно-лучевым распылением, для создания 
 
 
сложных наногетеростуктур  ........................................................32

Тестовые задания для контроля изученного материала  ........................49

- 6 
Основы технологии наноматериалов

ПРЕДИСЛОВИЕ

Лабораторный практикум к выполнению лабораторных работ составлен в соответствии с требованиями ФГОС ВО, рабочих учебных планов по программе бакалавриата, программы 
дисциплины «Основы технологии наноматериалов». 
Лабораторный практикум включают в себя теоретическое 
обоснование, методику и порядок выполнения лабораторных 
работ, указание по технике безопасности (ТБ), перечень контрольных вопросов, список рекомендованной литературы.
Основной целью изучения данной дисциплины является формирование у обучающихся набора компетенций ПК-3 и 
соответствующие индикаторы ИД-1 ПК-3; ИД-2 ПК-3; ИД-3 
ПК-3; ИД-4 ПК-3 через формирование теоретической основы 
для понимания процессов комплексных современных знаний 
в области нанотехнологии, а именно освоения теоретической и 
практической основы дисциплины «Основы технологии наноматериалов», для понимания процессов синтеза и исследования 
физико-химических свойств материалов и явлений, протекающих в них, а также ознакомление с современными проблемами 
и достижениями нанотехнологии (синтез и исследование наночастиц, наноструктур и наноматериалов на их основе). 
Основной задачей изучения дисциплины является создать условия для освоения профессиональных компетенций и соответствующих индикаторов, овладение глубокими теоретическими 
знаниями, касающимися методов синтеза современных материалов с заданными свойствами, технологических особенностей и 
исследования свойств и диагностики перспективных наноматериалов и наноструктур. 

- 7 
Лабораторная работа 1

1. ВВЕДЕНИЕ В ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 
 
ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ 
 
В ПОМЕЩЕНИИ ЛАБОРАТОРИЙ 
 
ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 

Цель работы: получить знания, теоретических и практических основ безопасной работы в научно-исследовательских лабораториях, а также уметь оценивать и контролировать риски 
уменьшать их либо полностью устранять. 
В результате выполнения лабораторной работы студенты 
должны:
• 
знать: теоретические основы правил безопасной работы в научно-исследовательских лабораториях, а также 
правила безопасной работы с различными химическими 
веществами;
• 
уметь: организовывать безопасную работу в соответствии с проведенным инструктажем;
• 
владеть: навыками безопасной работы в научно-исследовательской лаборатории; способностью демонстрировать знания в данной области и готовностью использовать их в чрезвычайной ситуации.

Теоретическая часть
Студенты, начавшие изучать дисциплину «Основы технологии наноматериалов» допускаются к выполнению лабораторных 
только после прохождения вводного инструктажа о соблюдении 
мер безопасности и после собеседования по вопросам техники 
безопасности. Проведение всех видов инструктажа регистрируется в журнале. 
Проведение вводного инструктажа, контроль выполнения правил техники безопасности во всей лаборатории и ведение журнала инструктажа осуществляет преподавателем или инженером 
(лаборантом), которые прикреплены к данной лаборатории.
Все студенты, работающие в лаборатории, должны находится в ней в необходимой спецодежде: белом халате из хлопчатобумажной ткани; при необходимости применять фартуки,