Ферми поверхность (ПФ) напряжений

Важнейшей эмиссионной характеристикой твердых тел является работа выхода еср (е — заряд электрона, Ф — потенциал), равная минимальной энергии, которая необходима для перемещения электрона с поверхности Ферми в теле в вакуум, в точку пространства, где напряженность электрического поля практически равна нулю [1]. Если отсчитывать потенциал от уровня, соответствующего покоящемуся электрону в вакууме, то ф— потенциал внутри кристалла, отвечающий уровню Ферми. Согласно современным представлениям в поверхностный потенциальный барьер, при преодолении которого и совершается работа выхода, основной вклад вносят обменные и корреляционные эффекты, а также — в меньшей степени — электрический двойной слой у поверхности тела. Наиболее распространенные методы экспериментального определения работы выхода — эмиссионные по температурной, спектральной или полевой зависимости соответственно термо- фото- или полевой эмиссии, а также по измерению контактной разности потенциалов между исследуемым телом и другим телом (анодом), работа выхода которого известна [I, 2]. В табл. 25.1, 25.3 и 25.4 приведены значения работы выхода простых веществ и некоторых соединений. Внешнее электрическое поле уменьшает работу выхода (эффект Шоттки). Если поверхность эмиттера однородна, то уменьшение работы выхода. эВ, при наложении электрического поля напряженностью В/см, равно [c.567]

Поток, обтекающий пластину, оказывает на нее определенное динамическое воздействие, Последнее проявляется в ферме силы, приложенной к поверхности пластины и направленной по касательной к ней в сторону движения жидкости. Такая касательная сила, отнесенная к единичной поверхности пластины, называется касательным напряжением и определяется согласно закону вязкого трения Ньютона как [c.66]

В отличие от идеально пластических систем, в которых начальные напряжения совершенно не влияют на максимальную нагрузку, определенную при условии, что на любом из структурных уровней не происходит заметных геометрических изменений, эти напряжения, вероятно, играют значительную роль в хрупких однородных и во многих составных материалах. Следовательно, в композитах стоит создавать искусственно высокие сжимающие начальные напряжения на поверхностях стекловолокон или частиц, изготавливать предварительно напряженные железобетонные армированные балки, задавать начальную систему растягивающих сил в работающих на сжатие элементах статически неопределимых ферм. Также следует предусматривать меры для придания композиту способности к торможению трещин, особенно вблизи поверхности раздела. [c.26]

Как показано в [19], применение (25) для упругой деформации, а также для упругой составляющей термоэдс при пластической деформации приводит к линейной зависимости термоэдс от приложенного напряжения, причем знак э.д.с. может быть различным в зависимости от топологии поверхности Ферми и ее положения относительно зоны Бриллюэна. [c.156]

В данном случае для снижения уровня остаточных напряжений применение термообработки было технически невозможным, дополнительная обработка поверхности наплавленных участков обечайки осуществлялась с применением ультразвукового ударного метода. Ударно-ультразвуковая обработка сварных швов применяется в судостроении при изготовлении корпусных конструкций, для обработки ферм железнодорожных мостов,-. стрел кранов и др. [c.37]

Прямыми методами измерения плотности и энергетич. спектра П. с,, находящихся в запрещённой зоне полупроводника, являются поля эффект (изменение проводимости) и модуляция ёмкости МДП-структуры при изменении напряжения, приложенного между полупроводником и металлом. Этот метод даёт возможность измерить долю заряда на П. с. и в приграничном слое полупроводника при известном изгибе зон у поверхности, определяющем положение П. с. относительно уровня Ферми. Аналогичные результаты дают и измерения изменения работы выхода полупроводника при освещении. [c.652]

Для того чтобы проследить за изменением скорости нестационарной ползучести конструкции, следует рассмотреть совместную составляющую рс, характеризующую наблюдаемую скорость перемещений в системе. Пусть, для примера, дана двухстержневая ферма (рис. 8.5, л 2, m = /г = 1), в которой скорость ползучести каждого стержня есть степенная функция напряжения (см. (7.33)) при Vi = -2 = V. Этот случай характерен тем, что в соответствии с выражением (7.34) поверхности равного потенциала центрально по- [c.180]

Определить наибольшее допустимое давление Р на шарнирно-подвижную опору мостовой фермы с двумя стальными цилиндрическими катками диаметром d=100 мм. и длиной / = 900 мм, лежащими на стальной же плите (см. рисунок). Наибольшее допустимое напряжение у поверхности опирания катков равно 110 кг/мм . [c.73]

Отсюда следует важный вывод, что с увеличением напряженности магнитного поля Н в зависимости сопротивления от Н не наступает насыщения. Действительно, для однородных веществ со сферическими поверхностями Ферми зависимость сопротивления от Я имеет вид [6] [c.164]

У металлов с открытыми поверхностями Ферми (Sn, Au, Zn, Та и др.) наблюдается резкая анизотропия гальваномагнитных свойств при одних направлениях Н — квадратичное возрастание с увеличением напряженности, при других — насыщение. В ряде случаев линейное возрастание сопротивления с ростом Я является результатом усреднения. [c.469]

Каркас рассчитывают как рамную конструкцию, работающую под статической нагрузкой от массы элементов котла и дополнительных термических напряжений, возникающих под влиянием неравномерного нагрева деталей каркаса и приваренных к ним конструкций. В целях предотвращения перегрева элементов каркаса его колонны, горизонтальные балки и фермы располагают обычно за пределами обмуровки. При установке котла вне здания должна учитываться и ветровая нагрузка на поверхности, ограничивающие котел, и передаваемая па каркас. [c.423]

Каркасом котла называют металлическую конструкцию, воспринимающую вес барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, площадок и лестниц и других элементов котельного агрегата и передающую его на фундамент. Каркас современного котла большой паропроизводительности (рис. 3-22) имеет очень сложную конструкцию и состоит из вертикальных колонн, соединяющих их горизонтальных ферм, балок и диагональных связей. Верх колонн соединяют опорная балка и потолочное перекрытие котла. Все элементы каркаса — колонны, фермы, балки и связи соединяют сваркой. Нижняя часть колонн имеет опорные башмаки, передающие вес котла на фундамент. Башмаки жестко прикрепляют к фундаменту и заливают бетоном. Весовая нагрузка котла вызывает сжатие и изгиб элементов каркаса. Кроме того, каркас испытывает напряжения при расширении от нагревания. Для уменьшения нагревания колонн оставляют просвет между ними и обмуровкой. [c.72]

Если при увеличении напряженности магнитного поля В оно проходит через значение Во, то электроны с квантовым числом Уо скачком переходят в другие состояния на поверхность Ферми с к гфО. Поэтому со значением й = 0 останутся занятыми только состояния 1. Их число в слое 8к, равно [c.179]

Сущность явления геометрического резонанса можно качественно понять из следующих соображений. Рассмотрим для простоты поверхность Ферми в виде эллипсоида с главными осями, направленными вдоль координатных осей х, у, г. Траектория движения электрона в й-пространстве при . = 0 изображена на рис, 38, а. Размер и форма траектории в Л-пространстве не зависит от магнитного поля. На рис, 38, б изображена траектория движения электрона в плоскости ху координатного пространства. Она повернута относительно первой на л/2, и ее линейные размеры увеличены на множитель сП/еВ. Следовательно, с увеличением напряженности магнитного поля траектория в координатном пространстве сжимается. [c.209]

В большинстве случаев связь звуковых и электромагнитных волн малосущественна, так как их скорости значительно отличаются. Только в том случае, когда скорости обоих волн совпадают, их взаимодействие становится очень большим и принимает резонансный характер. Такой случай наблюдается в случае гели-конных волн. В самом деле, фазовая скорость геликонов значительно меньше скорости электронов на поверхности Ферми. Она зависит от частоты и величины напряженности магнитного поля [c.218]

Существует целый ряд измеримых величин, представляющих ценность главным образом потому, что они содержат детальную информацию о геометрической структуре поверхности Ферми. Такие величины зависят лишь от универсальных констант (е, к, с или т), от контролируемых в эксперименте переменных (таких, как температура, частота, напряженность магнитного поля ориентация кристалла) и от тех свойств электронной зонной структуры, которые целиком определяются формой поверхности Ферми. [c.264]

Важно отметить, что для произвольного направления поля Н (т.е. произвольного экстремального сечения поверхности Ферми) для определения зависимости частоты F от напряжения или деформации нужны все шесть компонент производной д пР/да или д пР/дед даже при достаточно высокой симметрии кристалла в некотором смысле наличие магнитного поля в произвольном направлении нарушает симметрию кристалла. Только для нескольких отдельных направлений поля Н некоторые производные частоты Р исчезают, а другие становятся равными. [c.188]

ОДНОГО ТОЛЬКО усилия. Так, в случае фермы, выбирая кинематически возможное состояние, мы допустим, что некоторые стержни могут свободно удлиняться или укорачиваться. Напряжения в соответствующих стержнях будут равны пределу текучести соответственно со знаком плюс или минус. При изгибе балки, пренебрегая влиянием поперечных сил на предельное состояние, нужно считать в пластической части момент равным Если условие пластичности для элемента содержит несколько обобщенных усилий, то, зная поверхность нагружения и используя ассоциированный закон течения, мы можем найти ту точку на поверхности нагружения, в которой нормаль [c.362]

Коррозионно-механическое изнашивание возникает при трении материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой, и при наличии на поверхности трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала с кислородом. Одной из разновидностей коррозионно-механического изнашивания является окислительное изнашивание, наблюдаемое в парах трения машин, работающих при высоких температурах (вкладыши подшипников двигателей внутреннего сгорания) или в коррозионных средах (машины и оборудование животноводческих ферм и др.). При таком изнашивании материал трущихся поверхностей взаимодействует с химически активной средой, вызывающей образование оксидной пленки. Этот процесс идет интенсивно при остановке машины. При пуске машины оксидная пленка удаляется, а при остановке поверхность вновь активно реагирует с агрессивной средой и она снова покрывается пленкой. Особенно опасна коррозия для деталей, работающих при циклических и ударных нагрузках (пружины, оси, валы и др.). Срок службы таких деталей из-за усталостных разрушений сокращается на 40...60% (в зависимости от глубины коррозионных питтингов, которые служат концентраторами напряжений). [c.36]

НЫХ участках своей орбиты. Возможен и другой случай (В), когда на аналогичных участках орбиты электрон движется против поля. В обоих случаях электроны испытывают сильное взаимодействие с приложенным полем. Если уменьшить магнитное поле вдвое, электронная орбита продеформируется таким образом, что на одном ее продольном отрезке электрон будет двигаться вдоль поля волны, а на другом — против поля. Эти два эффекта стремятся скомпенсировать друг друга, и в результате суммарное воздействие оказывается существенно ослабленным. Следовательно, когда мы меняем магнитное поле, звуковая волна последовательно чувствует то сильно, то слабо проводящую среду. Затухание волны непосредственно зависит от э( х))ективной проводимости среды оно оказывается наибольшим, когда среда, так сказать, ее податлива. Таким образом, осцилляция затухания ультразвука как функция магнитного поля дает нам непосредственную информацию о размерах важных электронных орбит в металле, или соответственно о важных сечениях ферми-поверхности. Используя метод стационарной фазы при вычислении коэффициента поглощения, можно убедиться, что эти сечения являются экстремальными. Если мы производим измерения при различных напряженностях магнитного поля, периодически меняя его направление, мы получаем последовательные сечения ферми-поверхности. Соответствующие результаты для ферми-поверхности алюминия приведены на фиг. 41. Несколько иной масштаб по сравнению с ферми-поверхностью для свободных электронов связан с геометрией эксперимента. Подобные эксперименты служат хорошим подтверждением правильности той картины, которую мы нарисовали. [c.139]

Магниторезистивный эффект — увеличение сопротивления металлического образца, помещаемого в магнитное поле,— описывается довольно сложной теорией. Магниторезистивный эффект будет наблюдаться в том случае [1], когда поверхность Ферми несферична, и особенно когда она содержит вклады электронов и дырок или электронов из двух зон. Если существуют два типа носителей, имеющие различный заряд, массу или время релаксации, то магнитное поле будет влиять на них по-разному. Соответственно будет изменяться и полная проводимость, представляющая собой векторную сумму двух компонентов. Этот механизм приводит к появлению поперечного магниторезисторного эффекта, который примерно пропорционален квадрату напряженности магнитного поля Я, а в сильных полях приходит к насыщению. Особый случай представляет металл, у которого различные типы носителей имеют одинаковое время релаксации. Тогда изменение сопротивления Ар под действием магнитного поля можно записать в виде [c.250]

Шарнирно-подвиж-ная опора мостовой фермы имеет два стальных цилиндрических катка диаметром d=100 мм и длиной / = 300 мм. Давление, приходящееся на эти катки и поровну между ними распределяющееся, равно P=100m (см. рисунок). Определить наибольшее главное сжимающее напряжение у поверхности опирания катков. [c.74]

Предварительные конструктивные проработки показали, что трубчатая ферма более аффективна, чем панели повышенной жесткости или брусья. Были сконструированы трубчатые элементы диаметром до 200 мм и длиной примерно до 3,5 м. В состав конструкции входят титановые трубы квадратного и круглого сечения, с местным усилением внешней поверхности бороэпоксидным пластиком. Квадратные трубы будут иэготовляться диффузионной сваркой круглые — точением. Титан будет нести нагрузки вплоть до допустимых напряжений, композиционный материал — нагрузки, равные разнице между пределом прочности и допустимыми напряжениями, а в зоне силового привода будет обеспечивать дополнительную жесткость. Толщина бороэпоксидного пластика будет колебаться от 4 слоев там, где он служит для повышения прочности, до более чем 100 там, где он служит для повышения жесткости. Предварительные проработки вариантов показали, что 36 кг бора могут облегчить титановую конструкцию примерно на 170 кг. Общее облегчение конструкции по сравнению с чисто титановым вариантом составит около 11%. Хотя передача композиции большего процента нагрузки позволила бы сильнее облегчить конструкцию, принятый вариант считается более надежным, более дешевым и менее рискованным с точки зрения сроков. [c.120]

Металлы с замкнутыми поверхностями Ферми, для которых число электронов равно числу дырок (т == г= Па) (Bi, Be и др.), характеризуются квадратичной зависимостьюр от Н, причем это имеет место при любом направлении Н. Исключение составляет случай продольного поля (Н и I), когда сопротивление стремится к насыщению. Для металлов с замкнутыми поверхностями Ферми линейное возрастание сопротивления с увеличением напряженности поля, по-видимому, наблюдается в промежуточных полях. [c.469]

Для чердачного решения покрытия предлагаются конструкции легких слоистых плит подвесного потолка пролетом 3 или 6 ж и шириной 1,5 м. Плиты подвешиваются к узлам нижнего пояса ферм (рис. 101). В этих конструкциях верхний слой и ребра состоят из древесностружечной плиты, нижний слой — из асбестоцементного листа, приклеиваемого к ребрам. Асбестоцементный лист при работе конструкции на изгиб воспринимает растягивающие напряжения, а древесностружечная плита воспринимает в основном сжимающие напряжения, что является рациональным для этих материалов. Древесностружечная плита служит одновременно утеплителем, толщина ее может быть определена теплотехническим расчетом. Однако более целесообразно определить толщину древесностружечной плиты только из условий прочности и жесткости конструкции, а для создания достаточной теплоизолирующей способности ввести слой утеплителя из стекломатов или матов из минеральной ваты на фенольной смоле с объемным весом около 150 кг м . Утеплитель приклеивается к асбестоцементному листу при помощи нефте-битума. Для улучшения акустических свойств подвесного потолка и улучшения внутренней отделки снизу к подвесному потолку могут быть прикреплены акустические плиты. Поверхность асбестоцемента, выходящая внутрь помещения, покрывается пароизолирующей краской. [c.225]

К таким участкам можно отнести, например, узлы главных ферм опытного цельносварного пролетного строения. В нем одно-стенчатые фасонки узлов приварены впритык к нижним поясам главных ферм. Приварка осуществлена с двусторонней разделкой кромок, при которой обеспечивается полный провар по всей толщине. При этом поверхность перехода от швов к основному металлу обработке не подвергалась, так как при достаточно развитой длине фасонки, прочность сварных соединений надежно обеспечивается за счет снижения в них расчетных напряжений. [c.88]

Другими словами, не только электрическая поляризация (электрический потенциал), но и избыточное локальное давление приводит к росту электрохимического потенциала и механо-злектрохи-мической активности системы. В случае трения, как и в случае других контактных взаимодействий, электроны перетекают из сжатых (напряженных) областей в смежные области так, чтобы уровень Ферми (химический потенциал электронов) был постоянным [34]. В результате сжатые области получают положительный заряд и становятся анодами по отношению к остальной поверхности металла, получающей отрицательный заряд и выполняющей, таким образом, роль эффективного катода. [c.110]

Специфика поверхностных состояний по сравнению с объемными состоит в том, что положения энергетических уровней ПЭС относительно уровня Ферми зависят от величины заряда поверхности. Если напряженность электрического поля, создаваемого этим зарядом, значительно меньше внутриатомного, положение Е, в запрешенной зоне кристалла остается неизменным, и воздействие поля ОПЗ сводится только к смешению энергетических уровней ПЭС на величину, равную изгибу энергетических зон на поверхности — уровни ПЭС "привязаны" к зонной схеме поверхности. Поэтому удобно ввести безразмерную энергию ПЭС, величина которой не зависит от изгиба зон ,=( ,- Е1)1кТ. Используя безразмерный потенциал = (Е - Е1)/кТ — см. п.1.1.3, функцию (3.2) можно переписать в виде [c.83]

Рис.5.6. а. Принцип фотоэлектронной спектроскопии. 1 — исследуемый полупроводниковый кристалл (эмиттер), 2 — вакуумный про.межуток, 3 — металлический коллектор. Г, Гс — энергии Ферми в эмиттере и коллекторе Ф и Ф с— величины термоэлектрон юй работы выхода из эмиттера и коллектора — "задерживающее" напряжение между эмиттером и коллектором Еу с энергия электрона в вакууме у поверхности эмиттера, б. Принцип двухступенчатой фотоэлектронной спектроскопии. Кристалл облучается "тестирующими" квантами с энергией и мошной возбуждающей "подсветкой" (энергия квантов < М<) [c.164]

Так как эффект весьма чувствителен к температурному размытию, то для го обнаружения, понадобились поля напряженностью в десятки килогаусс (в импульсах — сотни). Эффект чувствителен также и к поворотам магнитного поля по отношению к кристаллографическим осям ионной решетки металла (в нашем изотропном случае в формулах участвует только = рр/2т, поверхность Ферми сферична) и тем служит одним из методов для экспериментального воссоздания геометрической структуры поверхности Ферми для данного образца металла. Теоретическое объяснение эффекта осцилляций намагничения в зависимости от величины магнитного поля было дано впервые Пайерлсом (К. Ре е 1 , 1933). > [c.235]

Как мы увидим в гл. 5, исследования зависимости формы поверхности Ферми от деформации дают ценную дополнительную информацию для понимания зонной структуры. Эту зависимость от деформации можно либо вывести косвенным образом из осцилляторной магнитострикции и осцилляторной скорости звука, как подробно описывается в гл. 4, либо получить прямым методом, непосредственно прикладывая механическое напряжение и наблюдая изменение частоты дГвА. В этом разделе мы дадим краткий обзор тех экспериментальных проблем, которые возникают при использовании прямого метода. [c.169]

Как мы видели в разд. 3.5 и 4.3, данные по деформационной зависимости ПФ можно получить либо непосредственным образом, прилагая механическое напряжение и наблюдая изменения частоты дГвА, либо косвенно по осцилляторной зависимости магнитострикции и осцилляциям скорости звука. При использовании первого способа влияние растяжения и сдвига можно определить, комбинируя измерения при гидростатическом сжатии (которое для кубической симметрии эквивалентно просто отрицательному растяжению, но для более низкой симметрии дает комбинацию отрицательного растяжения и сдвига) и при одноосном напряжении, действие которого может быть разложено на растяжение и сдвиг. При косвенном методе деформационная зависимость в принципе может быть полностью определена независимым образом, но если производятся только ограниченные измерения, например измеряется осцилляторная зависимость магнитострикции только вдоль одного направления в образце, то полученная информация эквивалентна той, которую дает непосредственное приложение одноосного напряжения. В этом разделе кратко рассматриваются некоторые из полученных результатов, в частности для тех металлов, поверхности Ферми которых уже обсуждались в данной главе. Мы увидим, что экспериментальные результаты по деформационной зависимости могут быть полезны для понимания зонной структуры, а также что возможности существующих методик использованы пока лишь частично. Более подробное обсуждение можно найти в обзоре [146]. [c.290]

В предыдущем разделе данной главы мы обсудили фундаментальные принщ1пы, лежащие в основе явлений самодиффузии и диффузии примесей в кремнии с точки зрения микроскопических случайных прыжков. В этом и последующих разделах мы сконцентрируем внимание на макроскопических перемещениях примесей, происходящих вследствие высокотемпературного воздействия на кремний. Как правило, при этом, кроме обсуждавшихся до сих пор случайных термически активируемых скачков в однородной решетке, придется учитывать многие другие физические эффекты. Важнейшими из них являются наличие так называемого внутреннего электрического поля, обусловленного ионизованными примесями, неоднородность концентрации точечных дефектов, вызьтаемая пространственными вариациями уровня Ферми л самом кристалле, пересыщение точечными дефектами вследствие окисления 51 или радиационных повреждений, накачка точечных дефектов с поверхности в объем, напряжения и дислокации в решетке, генерируемые при диффузии примеси с высокой концентрацией, а также кластеризация и преципитация примеси. Все перечисленные эффекты сильно влияют на миграцию примеси в 51, в результате чего кажущийся коэффициент диффузии заметно отличается от истинного. Поэтому при моделировании диффузии примесей в кремнии необходимо точно учиты- [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...