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.
|
| 1.13-сурет. Дәндерінің өлшемі (нм) әртүрлі никель үлгілері үшін (Т) тәуелділіктері: 1 – 3∙105; 2 – 55; 3 – 30; 4 – 27; 5 – 22
Дәндердің өлшемі металл материалдардың жылу өткізгіштігіне де осыған ұқсас әсер береді. Металдар үшін жылуөткізгіштіктің электрондық құраушысы басым болғандықтан, электрондардың дәндердің шекараларына қосымша шашырауы жылуөткізгіштіктің төмендеуіне әкеледі. Мысалы, күміс үшін ірідәнді құрылымнан дәндер өлшемі 20-50 нм құрылымға ауысқанда жылуөткізгіштік 3-4 есе төмендейді. Баллистикалық наноөткізгіш өлшемдері Де Бройль ұзындығымен сай болғанда, байланыстар арасындағы заряд тасымалына электрондар күйлерінің квантталуы әсер ете бастайды. Нано-өткізгіш қимасы кішірейген сайын оның өткізгіштігі секірмелі түрде төмендей бастайды, бұл электрондық күйлер тығыздығының дискреттілігімен анықталады, оның дәрежесі наноөткізгіш өлшемдеріне тәуелді. Өткізгішсекірісінің минималды шамасы өткізгіштік кванты деп аталады, оның мәні 2е2/һ (е – элементар заряд; һ – Планк тұрақтысы) құрайды. Осыған кері шама кедергі кванты деп аталады һ/2е2≈12,9 кОм. Өткізгіштің квантталуын тәжірибе жүзінде абсолют нөлге жақын температураларда ғана байқауға болады, себебі бұл әсерді электрондардың жылулық қозғалысы шайып кетеді. Электр тогының наноөлшемді құрылымдар арқылы квантталу әсерін пайдаланып, наноэлектроника элементтерін жасауға болады, олардың жұмысы бір электрон зарядына дейінгі өте аз электр зарядтарымен басқарылады, қазіргі микроэлектроника элементтері үшін 105-106 электрондар зарядының шамасы қажет. 1.14а-суретте екі металл электродтарынан (1, 2) тұратын наноөлшемді құрылым бейнеленген. Құрылымда электродтар диэлектрлік ортамен бөлінген, онда кванттық нүкте (3) орналасқан. Мұндай құрылымда электр тогы электрондардың кванттық нүкте мен электродтар арасындағы потенциалдық тосқауылдар арқылы туннельденуі есебінен өтуі мүмкін. Құрылым элементтерінің өлшемдері және материалдардың қасиеттерімен анықталатын потенциалдық тосқауылдардың белгілі бір параметрлерінде электродтар арасында өтетін токтың J кернеуге тәуелділігі сатылы сипатқа ие болады (1.14б-сурет). а б жүктеу/скачать 317,14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|