Паули электрических полей

На рис. 9 изображена зонная структура двух веществ а и б. В обоих случаях зоны четко отделены одна от другой. Электроны заполняют уровни, начиная от дна зоны, в соответствии с принципом Паули (по два на уровень). При наложении электрического поля в случае а, когда имеется частично заполненная зона, электроны, движущиеся в направлении поля, получат дополнительную энергию и поднимутся на един из ранее пустовавших уровней зоны. В результате пойдет ток, вещество а окажет- [c.28]

И ЯВЛЯЮТСЯ металлами в них на каждом из уровней в зоне может располагаться по 2 электрона (согласно принципу Паули), т. е. всего имеется 2N мест, половина из которых занята электронами. Электроны занимают уровни с наименьшей энергией. В основном состоянии (7 = О К) граница этого заполнения, отделяющая в пространстве импульсов заполненную область от свободной части зовы, называется поверхностью Ферми F. При 7 >0 К граница этой поверхности размывается, так как за счет тепловых возбуждений часть электронов уходит выше F, а ниже F часть уровней освобождается. Поскольку расстояние между уровнями в зоне чрезвычайно мало эВ), то уже сколь угодно малое внешнее электрическое поле повышает энергию электронов и приводит к электропроводности металлов, ограниченной только рассеянием электронов иа колебаниях решетки. При понижении температуры проводимость металлов растет при Г-Ц), а- -оо, ii [c.14]

Один двухуровневый атом плюс одна мода поля. В полной квантовой версии теории, то есть в рамках нерелятивистской квантовой электродинамики, внутренняя координата г, координата центра инерции к и электрическое поле Е становятся операторами. Ситуация будет особенно простой, когда есть только два электронных состояния, то есть вовлечены только два внутренних уровня, и с этими двумя уровнями взаимодействует, вызывая переходы между ними, только одна мода электромагнитного поля. Такая модель была предложена на заре теории мазера Е. Джейнсом и Ф. Каммингсом и, независимо, Г. Паулем. [c.31]

Возможным примером квантовой системы может служить заряженная частица, движущаяся в потенциале и х), создаваемым, например, ловушкой Пауля. В этом случае ион взаимодействует с пространственно однородным электрическим полем Ео Ь), и гамильтониан взаимодействия имеет вид [c.77]

Динамическое удержание. Ловушка Пауля основана исключительно на использовании меняющихся во времени электрических полей. Способ её действия легко понять, если рассмотреть упоминавшийся выше седловой потенциал. Когда частица начинает скатываться вниз по склону неустойчивости, знак напряжения на электродах меняется на противоположный, так что частица, вдруг, чувствует возрастающий, а не убывающий, потенциал. Теперь, однако, становится неустойчивым движение вдоль другой координаты. Поэтому, надо снова сменить полярность напряжения на электродах. Приложение такого знакопеременного напряжения приводит к динамическому захвату. [c.527]

Рис. 1.2. Конфигурация электродов ловушки с крышками. Ловушка состоит из двух колинеарно расположенных цилиндров, которые соответствуют ги-перболоидным крышкам традиционной ловушки Пауля. Роль кольцевых электродов играют два полых цилиндра, расположенных концентрично с каждой из цилиндрических крышек. Предусмотрены дополнительные электроды для компенсации случайных электрических полей. Благодаря открытой структуре ловушка обеспечивает большой телесный угол для детектирования и хороший доступ для лазерных пучков. Взято из работы J.T. Hoffges et al., Opt. omm.

Глава построена следуюш,им образом. Раздел 17.1 содержит краткий обзор основных методов удержания ионов. Здесь, в частности, показано, что нельзя осуш,ествить трёхмерный захват заряженных частиц с помош,ью только статических электрических полей. Нужны электрические поля, зависяш,ие от времени. Затем, в разделе 17.2 даётся краткое введение в проблему лазерного охлаждения. Эта область быстро эазвивалась на протяжении последних лет, и по данной теме суш,еству-ет огромная литература. Недостаток места не позволяет нам входить в детали этой впечатляюш,ей области квантовой оптики, и поэтому мы отсылаем к списку литературы в конце данной главы. В разделе 17.3 кратко обсуждаются особенности динамики иона в ловушке Пауля. Показано, в частности, что эволюция во времени, весьма сложная из-за явной зависимости удерживаюш,его потенциала от времени, может быть наглядно представлена как последовательность операций поворота, сжатия и еш,ё одного поворота в фазовом пространстве. Мы также останавливаемся на так называемых решениях Флоке для гармонического потенциала с частотой, которая периодически зависит [c.525]

Существуют, по крайней мере, два метода, которые предлагают путь зешения проблемы седловой точки. Первый основан на статических электрическом и магнитном полях и привёл к созданию ловушки Пен-нинга. Второй подход использует зависящие от времени электрические поля и реализован в ловушке Пауля, которая детально обсуждается в следующем разделе. [c.527]

Рис. 17.3. Схематический рисунок ловушки Пауля с электронной пушкой (внизу) и оптическим детектором (вверху). Пучок нейтральных атомов, в данном случае это атомы магния, пересекает ионную ловушку в центре рисунка через просветы между кольцевым электродом и крышками. Благодаря присутствию электронного пучка, который входит через отверстие в нижней крышке и движется вверх, атомы на своём пути через ловушку превращаются в ионы. Они теперь локализованы в трёх направлениях с помощью электрических полей. Лазерный пучок охлаждает ионы и позволяет детектировать их положение по эезонансной флюоресценции. Излучённый свет наблюдается через отверстие в верхней крышке с помощью микроскопа. Взято из статьи F. Diedri h an

Эти наиболее характерные особенности полупроводников легко объясняются с помощью широко известной вильсоновской модели энергетических зон. Для простоты рассмотрим эту модель на примере элементарного полупроводника, такого, как германий или кремний. В таком веществе имеется четыре валентных электрона на атом, и этого числа как раз достаточно для того, чтобы заполнить все возможные уровни в разрешенной зоне энергетических состояний электронов. Эта заполненная валентная зона отделена от более высоко расположенной пустой зоны разрешенных состояний ( зоны проводимости ) областью запрещенных энергий шириной АЕ —0,7 эв для германия), как показано на фиг. 2, а. До тех пор пока все электроны остаются в валентной зоне, вещество ведет себя как изолятор, так как по принципу Паули нет свободных уровней, на которые электроны могли бы быть переведены приложенным электрическим полем. Однако при некоторой конечной температуре отдельные электроны могут в результате возбуждния их тепловым движением перейти в зону проводимости, где они получат доступ к многочисленным свободным уровням и, таки.м образом, смогут участвовать в электропроводности. Аналогично и дырки, образующиеся при этом в валентной зоне, также смогут участвовать в электропроводности в качестве носителей тока. [c.160]

Дело в том, что взаимодействие электронов проводимости с атомом должно рассматриваться как единый квантовый процесс, так что набег фазы Дар, относится не только к атому, но и к электрону проводимости с номером /. После взаимодействия этот электрон улетает в глубь металла, а там из-за разрушения когерентности происходит коллапс его волновой функции, так что из широкого волнового пакета отраженной от поверхности волны после коллапса / -функции выделяется только небольшая доля волнового пакета. Можно сказать, что каждое чистое состояние волнового пакета превращается в смешанное, но тогда и в фазе Аар, может появиться несиловая добавка. Этот эффект похож на измерение одной из корреляционных пар частиц в парадоксе Эйнштейна-Подольского-Розена коллапс волновой функции одной из частиц, уже переставших взаимодействовать между собой, приводит к изменению волновой функции скоррелированной с ней частицы. Эффект ЭПР является не силовым, а корреляционным, типа, например, принципа Паули. Поэтому корреляционные сдвиги фазы не подчиняются правилу квазинейтральности и равенству нулю суммы набега фаз они обусловлены не только средним электрическим полем на атоме, но и процессами в толще металла. [c.247]

Учтем теперь столкновения между электронами (и дырками). В уравнении (262) эффект столкновений можно учесть дополнительным слагаемым — Йу / /2 в правой части. Здесь V — частота столкновений, равная V = 1/г, т — среднее время столкновений. Электрические поля электронов и дырок в металле заэкранированы на расстояниях Лц Поэтому сечение рассеяния имеет порядок величины (на расстояниях, меньших Лд носители заряда сильно взаимодействуют между собой). Из-за принципа Паули взаимодействие электронов и дырок сильно подавлено, так что частота столкновений в среднем имеет порядок величины рл Г ер (см., например, [87]). [c.252]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...