Размерные квантовые эффекты

А наблюдалось проявление размерного квантового эффекта, которое выражалось в отклонении значения -фактора от такового для массивного металла в соответствии с уравнением [790] [c.275]

Радиус локализации 74 Размерные квантовые эффекты 39-47. 55 [c.282]

К. н. (волновая механика) — теория, устанавливающая способ описания и законы движения физ. систем, для к-рых величины, характеризующие систему и имеющие размерность действия, оказываются сравнимыми с постоянной Планка h. Этому условию удовлетворяет, как правило, движение микрочастиц (электронов в атоме, атомов в молекулах, нуклонов в ядрах и т. д.). Однако в нек-рых случаях специфич. квантовыми свойствами обладают макроскопич. системы как целое (см. Макроскопические квантовые эффекты). [c.273]

Без аргументов настоящей главы, даже учитывая упомянутое ограничение области применимости классической теории квантовыми эффектами, можно было бы предполагать, что классическая механика является достаточно хорошим приближением для обоснования законов статистической механики. Можно было бы предполагать, что она является достаточным приближением, по крайней мере постольку, поскольку эти законы относятся к явлениям классическим — в том смысле, что для них величина размерности действия значительно больше, чем постоянная Планка — /г, т. е. к явлениям, описываемым классической статистикой. Другими словами, можно было бы предполагать, что представления классической статистики логически последовательны и могут быть построены на основе классической механики. Можно было бы даже думать, и это было бы вполне естественным продолжением той же мысли, что законы статистической механики имеют вообще классическую природу, и даже тогда, когда они применяются в области квантовой статистики, они основаны на классических свойствах вещей и лишь выражены на квантовом языке. Мы видели, однако, что не может быть установлена необходимая связь между утверждениями классической механики, описывающими начальные опыты, и [c.132]

Размерное квантование в ОПЗ. Аналогичные квантовые эффекты могут наблюдаться в тонких областях пространственного заряда на поверхности массивных полупроводниковых кристаллов. Полагая в первом приближении, что напряженность электрического поля 5 вблизи поверхности постоянна — см. рис.1.13,а, глубину области локализации свободных носителей заряда в ОПЗ го можно оценить из соотношения кТ = Квантование энергетического спектра [c.43]

Изменение характера рассеяния носителей заряда на фононах в приповерхностной области по сравнению с объемом является по существу квантовым размерным эффектом, который должен наблюдаться и в тонких пленках полуметаллов. Для металлических пленок из-за малой длины волны де-Бройля этот эффект, как и другие квантовые эффекты, обычно не проявляется. [c.55]

Размерные эффекты. При обсуждении энергетического спектра электронов на однородных поверхностях тонких пленок мы уже отмечали целую гамму размерных электронных эффектов, когда свойства объекта начинают зависеть от ряда характеристических размеров. Особое внимание было обращено на квантовые размерные эффекты, возникающие при приближении размеров объекта к длине волны Де Бройля кв— квантовые пленки, нити, точки и др. Однако уже при значительно больших, чем Хв, размерах малых объектов начинают проявляться классические размерные эффекты. Последние играют важную роль во многих явлениях природы и в экологии (проблемы конденсации переохлажденной атмосферы, проблемы вечной мерзлоты, аэрозоли и задача борьбы с озоновыми дырами и многое другое). Техника широко использует высокодисперсные частицы в первую очередь — это порошковая технология изготовления конструкционных и магнитных материалов, керамических композиций для высокотемпературной сверхпроводимости и т.д. Малые частицы обладают развитыми фаницами раздела и высокой кривизной свободных поверхностей. Адсорбционные процессы на таких поверхностях могут оказать сильное влияние на многие физические свойства таких объектов. [c.240]

Вторая глава, также теоретическая, написана Р. Ф. Грином (США). Автор широко известен своими работами по теории поверхностного рассеяния. В главе дается наиболее полное и последовательное изложение идей и расчетов, относящихся к размерным эффектам, главным образом в полупроводниках. Автор детально излагает постановку задачи о размерных эффектах вблизи поверхности кристалла, историю вопроса и знакомит читателя с физической картиной явления. Подробно рассматриваются механизмы поверхностного рассеяния свободных носителей заряда, специально обсуждается вопрос о природе зеркального отражения. Большой раздел посвящен квантовым эффектам в металлах и полупроводниках. Автор значительное место уделяет изложению математических методов рассмотрения указанных выше эффектов, он подробно излагает метод Больцмана—Фукса. Учитывая все возрастающий поток исследований квантовых эффектов в полупроводниках и металлах, надо признать последовательное изложение теории этих эффектов весьма своевременным. [c.6]

Ранние измерения размерного эффекта давали значительно лучшее согласие с теорией при =0, чем при = 1 (см. [7]), поэтому в течение некоторого времени возможность зеркального рассеяния серьезно не принималась в расчет. Однако в 1960 г. было получено безусловное доказательство частичной зеркальности в полуметалле висмуте [9], а позже— в золоте, серебре,, олове и свинце [10—16]. Некоторые указания на частичную зеркальность были получены также при изучении сопротивления усов из цинка [17] и меди [18]. Более веские доказательства частичной зеркальности дают некоторые квантовые эффекты в явлениях переноса, рассмотренные в 9. [c.108]

В ходе развития теории квантов много раз возникал вопрос о механическом действии и неоднократно делались попытки излагать квантовое соотношение, вводя в него действие вместо энергии. Действительно, константа h имеет размерность действия, а именно ML T , и это не случайно, так как теория относительности учит нас относить действие к основным инвариантам физики. Но действие есть величина очень абстрактная, и после длительных размышлений о квантах света и о фотоэлектрическом эффекте мы были принуждены принять за основу энергетическое изложение, не отказываясь от дальнейшего исследования причин значительной роли действия в большом числе вопросов. [c.646]

В каждой из контактирующих сред на нек-рое расстояние от П. простирается слой, в к-ром элементный состав и хим. состояние, атомная и электронная структуры и, следовательно, динамич., электронные, магн. и др. свойства вещества существенно отличаются от его свойств в объёме. Толщина этого слоя зависит от природы соприкасающихся сред и внеш. условий и определяется характерной длиной, присущей рассматриваемому физ. явлению (см. Размерные эффекты. Квантовые размерные эффекты). Напр., толщина слоя со специфич, электронными свойствами определяется длиной экранирования электрич. поля в среде и изменяется от 10 см в металлах до величин 10 — 10" см и более в полупроводниках, плазме и электролитах (см. Дебаевский радиус экранирования). [c.653]

Если хотя бы один из размеров образца d достаточно мал (напр., образец—тонкая плёнка), то возникает дополнит, размерное квантование спектра (см. Квантовые размерные эффекты). Если ось oz направлена вдоль толщины плёнки, то энергетич. спектр электронов имеет вид [c.434]

Выполненный в [278, 283] анализ размерных эффектов фо-нонного спектра основан на континуальном приближении. Квантовый подход [284—286] к вычислению функции распределения частот ((о) малой частицы радиусом г, содержащей N атомов, базируется на выражении [c.81]

Теплоемкость — одно из наиболее изученных свойств наночастиц. Интересны результаты исследования теплоемкости коллоидных наночастиц Ag и Аи в области очень низких температур 0,05—10,0 К в магнитном поле с плотностью магнитного потока 5 от О до 6 Тл [291]. При Г > 1 К теплоемкость наночастиц Ag d = 10 нм) и Au (d = 4,6 и 18 нм) в 3—10 раз больше тако-у, вой массивных образцов. Теплоемкость самых крупных частиц Ли ( = 18 нм) в области 0,2—1,0 К почти совпадает с ее величиной для массивного образца. С уменьшением размера частиц Аи от 18 до 6 нм дополнительный положительный вклад в теплоемкость сначала растет, а при дальнейшем уменьшении диаметра до 4 нм несколько понижается, но не исчезает и остается положительным даже для кластеров Аи, размером 1,5 нм. Измерения теплоемкости наночастиц серебра Ag в магнитном поле с В = 6 Тл обнаружили квантовый размерный эффект при Г < 1 К теплоемкость наночастиц Ag была меньше, а при Г > 1 К — больше таковой массивного серебра (рис. 3.10). Этот экспериментальный результат хорошо согласуется с теоретическими выводами [285] о квантовом размерном эффекте теплоемкости наночастиц. Аналогичный эффект на коллоидных частицах Аи наблюдать не смогли, так как их теплоемкость с ростом плотности магнитного потока становится неизмеримо мала. [c.86]

Квантовые размерные эффекты начинают оказывать влияние на электронные свойства наноматериалов, когда размер области локализации свободных носителей заряда становится соизмеримым с длиной волны де Бройля Хд. [c.46]

В чем суть квантовых размерных эффектов [c.107]

Квантовые размерные эффекты и сверхпроводимость малых частиц [c.275]

Как уже говорилось, квантовые размерные эффекты в малых частицах должны проявляться при столь низких температурах, что металлы могут переходить в сверхпроводящее состояние. Это значительно затрудняет расшифровку экспериментальных результатов. [c.275]

В последующих работах [803, 807] методом спинового эха измерялось время Ti в частицах Sn диаметром 70—450 А. Довольно грубая оценка показывает, что критическое поле в этих частицах определяется главным образом орбитальным движением электронов. Как и для частиц А1, получена зависимость 7 j exp(A/A B7 ) в области температур около Гд. Увеличение значения Д при уменьшении размера частиц указывает на рост амплитуды флуктуаций. Зависимость Г (Т) удовлетворительно согласовывалась с модифицированной теорией Соне, принимающей во внимание спин-орбитальное взаимодействие. Некоторое отступление от этой теории при низких температурах объясняли проявлением квантового размерного эффекта не учитываемого теорией. Размерная зависимость описывается соотношением (Г = 1,6 К). [c.278]

Сводные результаты для остаточного (Г=0 К) сдвига Найта в частицах Sn показаны на рис. 128 [807]. Для частиц диаметром 200 А преобладает эффект сверхпроводимости, увеличивающий остаточный сдвиг Найта при уменьшении D. Однако для частиц с Z) 100 А доминирующим является квантовый размерный эффект, приводящий к исчезновению К (0) при Z)->0. В промежуточной области размеров между 100 и 200 А остаточный сдвиг Найта почти не зависит от размера частиц. [c.278]

Потенциал зависит от двух параметров е (имеющего размерность знергии) и а (размерность длины). Член г" может быть получен из квантовой механики (дисперсионный закон Лондона). Член не имеет столь надежного обоснования, однако он представляет собой хорошее и простое приближение. Потенциальная кривая имеет минимум в точке с координатами (—е) и 2V a i). Потенциал отражает суперпозицию двух эффектов. Член, пропорциональный (г ), учитывает силы притяжения. Он преобладает на больших расстояниях и стремится к нулю, когда г оо. Второй член, пропорциональный описывает отталкивание. Он пре- [c.212]

Во всех случаях сдвиг Найта хорошо объясняется размерным квантовым эффектом с учетом различия спин-орбитальной связи. С другой стороны, вследствие дискретности электронных энергетических уровней взаимное опрокидывание ядерных и электронных снинов малой частицы затруднено, ибо не всякое изменение энергии допустимо. В свою очередь, это должно повлечь за собой удлинение времени ядерной снип-решеточной релаксации. Однако измерения Tj не подтвердили ожидаемую аномалию, хотя результаты для сдвига Найта отчетливо указывают на существоваяие квантовых размерных эффектов (см. [8]). Причина этого разногласия нока неизвестна. [c.276]

Осциллирующая зависимость ер от ё, производимая размерным квантовым эффектом, должна также приводить к осцилляциям в явлениях переноса [120, 121]. Такие осцилляции в удельном сопротивлении, коэффициенте Холла и магнитосопротивлении в слабых магнитных полях наблюдали Огрин и др. [125] в висмуте. Соответствующие эффекты в туннельных токах в структуре висмут—вакуум—пленка висмута были обнаружены Луцким и др. [124]. [c.146]

Наряду с К, о, в магн. поле в металлах и полупроводниках могут наблюдаться также квантовые эффекты др. природы размерное квантование в плоских плёнках, проволоках и цилиндрах, связанное с ограничением области движения (см. Квантовые размерные эффекты) или с интерференцией электронов (А ароно-ва Бома эффект), и розонапсные явления — циклотронный резонанс, резонанс на магнитных поверхностных уровнях, магнитофононный резонанс. [c.324]

В подавляющем большинстве мыслимых процессов во Вселенной и в лаб. условиях квантовые эффекты гравитации чрезвычайно слабы, и можно пользоваться неквантовой теорией Эйнштейна. Однако квантовые эффекты должны стать весьма существенными вблизи сингулярностей поля Т., где искривления пространства-времени очень велики. Теория размерностей указывает, что квантовые эффекты в гравитации становятся определяющими, когда радиус кривизны пространства-времени (расстояние, на к-ром проявляются существенные отклонения от геометрии Евклида чем меньше этот радиус, тем больше кривизна) становится равным величине = Ghj . Расстояние Гпл наз. планковской длиной оно ничтожно мало Гпл< 10 см. В таких условиях теория тяготения Эйнштейна неприменима. [c.192]

Экспериментально квантовые эффекты в ОПЗ удобно исследовать в инверсионных каналах, так как они электрически "изолированы" от объема кристалла слоем истошения. Для иллюстрации на рис. 1.14 показаны полученные численным методом положения нескольких уровней размерного квантования в инверсионном канале на поверхности кремния в зависимости от температуры. Там же показана тепловая энергия носителей заряда кТ при 100 К. Из рис. 1.14 следует, что при достаточно низких температурах (7" < 100 К) заселенной окажется только нижняя подзона (такая ситуация называется "электрическим квантовым пределом"). [c.45]

В заключение подчеркнем, что квантовые эффекты, как в тонких пленках, так и в ОПЗ, проявляются достаточно ярко только в том случае, когда заселено не более 1—2 квантовых подзон. Для того, чтобы это условие выполнялось, расшепление уровней размерного квантования должно быть сушественно больше, чем уширение этих уровней из-за теплового движения (Д ] = кТ) конечной величины времени свободного пробега носителей заряда (Д г)- В соответствии с соотношением неопределенностей Поэтому [c.46]

Книга состоит из пяти обзорных глав, написанных ведущими зарубежными специалистами по физике поверхности твердого тела. Детально рассмотрены современные теоретические представления в области хемосорбции на металлах и на атомарно чистых поверхностях полупроводников. Дан обширный критический обзор методов и результатов исследований работы выхода металлов и полупроводников. Большую ценность представляет обширный обзор физических свойств халькогенидов свинца, гальваномагнит-ных, магнитооптических и квантовых эффектов в пленках этих соединений. Весьма актуален обзор исследований размерных эффектов в полупроводниках и механизма поверхностного рассеяния свободных носителей заряда. [c.4]

Квантовый размерный эффект — осцнлляционная зависимость термодинамических и кинетических характеристик тонких пленок т) ердого тела от толщины пленки, связанная с квантованнем электронных уровней. [c.282]

КВАНТОВЫЕ РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ — изменение термодинамич. и кинетич. свойств кристалла, когда хотя бы один из его геом. размеров становится соизмеримым с длиной волны де Бройля лектронов. К. р. э. обусловлены квантованием движения электрона в направлении, в к-ром размер кристалла сравним с Xg (размерное квантование). [c.324]

Размерное квантование. На край фундам. поглощения влияет также т. н. размерное квантование, к-рое возникает, если образец представляет собой тонкую плёнку или имеет маленькие размеры во всех измерениях. Соответствующие уровни энергии также проявляются при межаонно.м поглощении света (см. Квантовые размерные эффекты). [c.42]

В ренормируемой квантовой теории поля зависимость С. ф. от связана с динамич. аномальными размерностями локальных операторов в операторном разложении произведения токов в выражении ( ). Это приводит к модификации партонной модели, к зависимости распределений партонов от квадрата передачи импульса отходу от точечности партона и возможности неупругого взаимодействия партонов с лептонами. Все эти эффекты (в т. ч. и аномальные размерности) вычисляются в теории возмущений квантовой хромодинамики с эфф. зарядом n,(Q ). [c.7]

Внутризонная фотопроводимость связана с изменением подвижности носителей заряда при их перераспределении по энергетич. состояниям в результате поглощения излучения. К процессам, вызывающим внутризонную Ф-, относят оптич. переходы носителей заряда внутри одной зоны, к-рые возможны благодаря рассеянию носителей на примесях и фононах (см. Рассеяние носителей заряда в твёрдом теле) прямые оптич, переходы между подзонами дырочной зоны в полупроводниках р-типа ( лёгкие и тяжёлые дырки, см. Зонная теория) переходы между подзонами размерного квантования в полупроводниковых структурах (см. Квантовые размерные эффекты). Внутризонная Ф. впервые наблюдалась Моссом и Хокинзом (I960) в p-Ge (переходы между подзонами дырок) и Ролли-ном (1961) в M-InSb (внутризонное поглощение). [c.356]

Поскольку сверхпроводимость и квантовый размерный эффект качественно одинаково воздействуют на сдвиг Найта и Т , Номура и др. [802] попытались выделить из наблюдаемых результатов долю, обусловленную сверхпроводимостью, разрушая последнюю сильным магнитным полем. Вообще говоря, внутри достаточно малых частиц-магнитное поле можно считать однородным. Это поле воздействует как на спины, так и на орбитальное движение электронов куперов-ской пары, поэтому следует различать парамагнитный и диамагнитный механизмы разрушения пары. Для частиц А1 парамагнитное критическое поле Нр 20 кЭ, а диамагнитное критическое поле орб 3 10" /)" / кЭ, где D — диаметр частиц, А. Оба критических поля становятся сравнимыми при Z) 100 А. [c.277]

Аналогичное соотношение, но с другим показателем степени действует и для частиц А1. При увеличении магнитного поля монотонно уменьшается и, наконец, достигает значения для массивного ( лова. Отсутствие максимума, наблюдаемого на кривой Т Н) для частиц А1 при низких магнитных полях, объясняли более сильной спин-орбитальной связью в частицах Sn. Критическое поле для частиц Sn диаметром 150 А имеет значение 38 кЭ и спадает с уменьшением размера частиц по закону в соответствии с теорией Де Жена и Тинкхэма. Чтобы подавить сверхпроводимость и извлечь в чистом виде квантовый размерный эффект, необходимо приложить полеЯ Я . Однако вплоть до Я 30кЭ аномалии не наблюдались, ибо таким полем можно расстроить сверхпроводимость только в довольно крупных частицах, где квантовый размерный эффект трудно обнаружить. [c.278]

Согласно Вуду и Ашкрофту, квантовый размерный эффект должен быть особенно заметен, когда частица превращается из металлической в диэлектрическую (переход металл—изолятор). Для куба с ребром а критерием такого перехода служит неравенство [c.295]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...