Дәріс Пәнге кіріспе: Химия, нанотехнология және наноғылым ұғымы, олардың өзара байланысы. Химия дегеніміз заттардың құрамын, қасиетін және құрылымын зерттейтін ғылым. Ал, нанохимия 00 нм-ден кіші заттардың құрамын
жүктеу/скачать 317,14 Kb.
|
| 1.12-сурет. Өлшемі әртүрлі кадмий сульфиді бөлшектерінің оптикалық жұтылу спектрі: 1 – 40 нм; 2 – 20 нм
Периодты наноөлшемді жартылай өткізгіш құрылымдардың мынадай екі өте маңызды қасиеті бар. Біріншіден, оларда электронның потенциалдық тосқауылдан өту ықтималдылығын айтарлықтай жоғарылататын резонансты туннельді әсер бар. Бұл потенциалдық шұңқырдағы электрон энергиясы көршілес потенциалдық шұңқырдың энергетикалық деңгейлерінің бірімен сәйкес келгенде пайда болады. Екіншіден осыған ұқсас құрылымдардың энергетикалық диаграммаларында миниаумақтар пайда болады, оларға бастапқы жартылай өткізгіш кристалдардың валенттік аумағы мен өткізгіштік аумағы асқын тордың периодтық потенциалында жіктеледі. Қолданылатын жартылай өткізгіш қабыршақтардың қалыңдығы мен құрамын өзгертіп, асқын тордың энергетикалық диаграммасының параметрлерін өзгертуге болады. Потенциалдық шұңқыр енін кішірейткенде миниаумақтар арасындағы энергетикалық саңылаулар мен тыйым салынған аумақтың ені кеңейеді, ал потенциалдық тосқауыл енінің кеңеюі миниаумақтардың кеңеюіне алып келеді. Дәріс 5. Өлшемдік әсерлердің наноматериалдардың қасиеттеріне әсері: заттың электрлік және магниттік қасиеттері Материалдардың электрөткізгіштігіне классикалық та, кванттық та өлшемдік әсерлер ықпал етеді. Өткізгіштік хаосты жылулық қозғалыс жасайтын электрондар тордың тербелетін иондарымен соқтығысып, соқтығысулар арасында белгілі бір орташа қашықтықта жүріп өтеді, мұны еркін жүгіру ұзындығы деп атайды. Егер өткізгішке потенциалдар айырымы берілсе, онда электрондардың хаосты қозғалысына электр өрісіндегі 10-3 м/с жылдамдықпен реттелген дрейфі қосылады, дрейф қозғалысы жылулық қозғалыс жылдамдығынан бірнеше есе төмен. Металдарда электр тогының пайда болуында электрондардың дрейфтік қозғалысы емес, олардың жоғары концентрациясы (1028-1029 м-3) басты рөл атқарады. Әртүрлі металдар үшін электрондардың еркін қозғалу/жылжу (жүгіру) ұзындығы шамамен 10-100 нм аралығында жатады, бұл кристалл тор тұрақтысынан көп үлкен. Дегенмен өткізгіш өлшемдері жеткілікті үлкен болса (3D-нысан), онда электрон потенциалдар айырымы берілген контактілер арасындағы жолда тор иондарымен айтарлықтай көп соқтығысады. Электрон қозғалысының мұндай режимі диффузиялық деп аталады. Егер өткізгіш өлшемдері нанодиапазонда жатса және электрондардың еркін жүгіру ұзындығынан аз болса, онда барлық электрондар аралық соқтығысусыз байланыстар арасындағы қашықтықты ұшып өтеді. Бұл жағдайда қозғалыстың баллистикалық режимі жүзеге асады. Екі режимде де наноөткізгіштерде электрондар қозғалысына дәндер арасындағы бөліну беттері қосымша кедергі жасайды, олардың көлемдік үлесі дәндердің өлшемі кішірейген сайын көбейеді (1.2-сурет). Сәйкесінше, наноматериалдардың меншікті кедергісі көбейеді, бұл 1.13-суретте келтірілген дән өлшемдері әртүрлі никель үлгілерінің меншікті кедергісінің температуралық тәуелділіктерімен дәлелденді. Мұндай тәуелділіктер наноқабыршақтар үшін де алынған. жүктеу/скачать 317,14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|