Наявність - енергетична щілина
Наявність енергетичної щілини призводить до експоненційної температурної залежності електронної теплоємності в надпровідному стані, пороговому потенціалу в тунельному переході електрона і, що найбільш важливо, створення невщухаючого струму. [1]
Наявність енергетичної щілини в спектрі виродженого фер-ми-газу і є вираженням ефекту спарювання, про який вже говорилося на початку параграфа. [2]
Цікавим наслідком наявності енергетичної щілини в надпровідниках є так званий тунельний ефект. [3]
Виявляється, що наявність енергетичної щілини однозначно призводить до того, що при абсолютній температурі 0 відповідна рідина не може виробляти такої передачі. Для цього в рідини мало вовнікнуть відповідне внутрішнє рух, а наявність щілини робить це виникнення-неможливим. Якщо тепер температура не дорівнює абсолютного нуля, то таке міркування стає непридатним, а ми повинні розглядати то тепловий рух, яке виникає при відповідній температурі в цій рідині. Це теплове рух відразу поділяється на 2 групи - на вихровий і безвіхревое. Безвіхревое рух рідини - не що інше, як звичайнісінький звук або, як цей звичайний звук називають з певними підставами в квантовій механіці. [4]
Відсутність тунельного струму при як завгодно малому напрузі є досвідченим доказом наявності енергетичної щілини в енергетичному спектрі надпровідника. Сама величина щілини може бути виміряна за допомогою вольтметра, відповідає тому мінімальному напрузі, при якому з'являється тунельний струм, і добре відповідає прогнозам теорії. [5]
Дійсно, освіта електронно - діркової пари у всякому разі вимагає (в зв'язку з наявністю енергетичної щілини А - див. Нижче) кінцевої витрати енергії. [6]
Крім того, електрони, що рухаються по полю, не можуть бути прискорені, так як через наявність енергетичної щілини немає легко досяжних вищих станів. Такий матеріал є ізолятором. З іншого боку, в такому металі, як натрій, енергетична зона не заповнена, і накладення електричного поля може прискорювати електрони, переводячи їх в сусідні вищі вільні стану. [8]
Поява тунельного струму при цьому неможливо. Наявність енергетичної щілини в надпровідники призводить, як видно з рис. 10.11, до відсутності відповідних станів, між якими якраз і відбувався б тунельний перехід. [9]
Резюмуючи особливості будови рентгенівського спектра скандію в нітриді, можна стверджувати, що міжатомної взаємодія тут засновано на суперпозиції трьох типів хімічного зв'язку: металевої, ковалентного і іонної. Значна поляризація зв'язку підтверджується наявністю енергетичної щілини між валентної смугою атома скандію і смугою провідності кристала. Величина її становить 4 0 ев. Як буде показано нижче, це найменший енергетичний проміжок в спектрах розглянутих металлоподобних нітридів. [10]
Якщо температура цього сандвіча знижується до 3 К, при якій і олово стає надпровідників, вольт-амперна характеристика приймає вигляд, показаний на фіг. Форма цих кривих зумовлена наявністю енергетичної щілини в надпровідниках. [11]
Наявність квантованного холловського опору, супроводжуваного зверненням величини РХХ в нуль при цілочисельних значеннях і, представляє вже добре відомий факт. Ці ефекти пов'язують з наявністю енергетичної щілини між делокалізованних станами сусідніх рівнів Ландау і з наявністю локалізованих станів, що утримують EF в щілини і зберігають в кінцевих областях зміни В і N повністю заповненими делокалізованних стану цілого числа рівнів Ландау. [12]
Принцип роботи таких детекторів заснований на тому, що теплоємність кристалічної решітки відповідно до формули Дебая пропорційна четвертого ступеня температури. Спектр електронних станів діелектриків, напівпровідників і надпровідників характеризується наявністю енергетичної щілини. При досить низьких температурах Т, коли енергія теплових флуктуації k T С Д (де Б - постійна Больцмана, А - ширина щілини в спектрі енергії електронних станів), електронна теплоємність кристала не порушують. Для діелектриків цей стан досягається при температурах порядку сотень міллікельвін (1 мк 10 - 3 К), для напівпровідників - десятків і для надпровідників - одиниць міллікельвін. Частина, що залишилася решеточная, фононний або дебаєвсьного теплоємність ідеального кристала при наднизьких температурах виявляється настільки малою, що кінетична енергія ядра віддачі при одиничному акті розсіювання частинки викликає сплеск температури всього макроскопічного кристала мішені, який перевищує рівень термодинамічних флуктуації. Цей сплеск температури реєструється термометром і служить вихідним сигналом детектора. [13]
Було показано, що така система має більшість властивостей надпровідника, за винятком ефекту Мейснера. Її критична температура, своєю чергою величини рівна ширині щілини Д на рівні Фермі, при оптимальному підборі таких параметрів, як товщина діелектрика, діелектричні проникності і ефективні маси, може досягати значень порядку 100 К. Лозовик і Юдсон припустили, що можливими експериментальними наслідками електронно-доречний надпровідності можуть бути наявність енергетичної щілини 2Д в двовимірної високочастотної провідності і антипаралельні надпровідні струми в неконтактірующіх коаксіальних тонкоплівкових циліндра х. [14]
Щілина в спектрі збуджень забезпечує відсутність дисипації і при наявності слабкого випадкового потенціалу. Ми будемо вважати, що потенціал досить слабкий і не ліквідує енергетичну щілину. Відповідно до перетвореннями Лоренца в системі координат, що рухається зі швидкістю дрейфу VD [Е х В] с / В2, електричне поле дорівнює нулю і струм відсутній. Змінний потенціал, створюваний домішками, в силу наявності енергетичної щілини НЕ буде при низьких температурах народжувати збудження і розсіювати енергію. [15]
Сторінки: 1 2