|
-rasm. AQSH ning «Milliy nanotexnologik initsiativa» programmasiga ajratilgan moliyaning o’sish dinamikasi
|
| bet | 5/7 | | Sana | 21.05.2024 | | Hajmi | 3,09 Mb. | | #248408 |
Bog'liq 1-Bob hisobot1.3-rasm. AQSH ning «Milliy nanotexnologik initsiativa» programmasiga ajratilgan moliyaning o’sish dinamikasi.
1.4-rasm.
Ba’zi davlatlarda nanotexnologiya soxasida olingan patentlar sonining o’sish dinamikasi.
Yarim logarifmik shkalada grafikning to’g’ri chiziqli bog’lanish ko’rinishida ekanligi patentlar sonining vaqtga nisbatan eksponentsial ko’rinishda o’sishini anglatadi.
Nanotexnologiyaning yutuqlarini hayotga tatbiq etish uchun, albatta, nanoob’ekt va nanomateriallarning strukturasi va xossalari haqida, ularning tashqi ta’sirga javob berish fundamental printsiplari va qonuniyatlari haqida, nanomateriallarni sintez va tadqiq qilish texnologiyalari haqida, ularni katta masshtabda ishlab chiqarish va sifatlarini nazorat qilish uslublari haqida chuqur bilimga ega bo’lishimiz kerak.
Fotoelektronlar spektroskopiyasi
Elektronlarning bog'lanish energiyasini aniqlash uchun qattiq jismlar, gazlar yoki suyuqliklardan fotoelektrik effekt orqali chiqariladigan elektronlarning energiyasini o'lchash mumkin. Bu atama ionlanish energiyasi rentgen, XUV yoki UV fotonlari tomonidan ta'minlanishiga qarab turli xil texnikalarni anglatadi. Rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS) 1957 yildan boshlab Kay Siegbahn tomonidan ishlab chiqilgan va atom yadro elektronlarining, birinchi navbatda, qattiq jismlardagi energiya darajasini o'rganish uchun ishlatiladi. Siegbahn ushbu texnikani "kimyoviy tahlil uchun elektron spektroskopiya" (ESCA) deb nomlangan, chunki yadro sathlari ionlangan atomning kimyoviy muhitiga qarab kichik kimyoviy siljishlarga ega bo'lib, kimyoviy strukturani aniqlashga imkon beradi. Sigbahn 1981 yilda ushbu ishi uchun Nobel mukofotiga sazovor bo'lgan. XPS ba'zan PESIS (ichki qobiqlar uchun fotoelektron spektroskopiya) deb ataladi, ultrabinafsha nurlanishining past energiyali nurlanishi esa PESOS (tashqi qobiqlar) deb ataladi, chunki u yadro elektronlarini qo'zg'atolmaydi. Ultraviyole fotoelektron spektroskopiya (UPS) valentlik energiya darajasini va kimyoviy bog'lanishni, ayniqsa molekulyar orbitallarning bog'lanish xarakterini o'rganish uchun foydalaniladi. Usul dastlab gaz fazali molekulalar uchun 1961 yilda Feodor I. Vilesov va 1962 yilda Devid V. Tyorner tomonidan ishlab chiqilgan va boshqa dastlabki ishchilar Devid C. Frost, JHD Eland va K. Kimurani o'z ichiga olgan. Keyinchalik Richard Smalley texnikani o'zgartirdi va gazsimon molekulyar klasterlarda elektronlarning bog'lanish energiyasini o'lchash uchun namunani qo'zg'atish uchun UV lazeridan foydalangan. Ikki fotonli fotoelektron spektroskopiya (2PPE) nasos va zond sxemasini joriy etish orqali optik qo'zg'atilgan elektron holatlarga texnikani kengaytiradi. Ekstremal ultrabinafsha fotoelektron spektroskopiya (EUPS) XPS va UPS o'rtasida joylashgan. Odatda valentlik bandi tuzilishini baholash uchun ishlatiladi XPS bilan solishtirganda, u yaxshi energiya ruxsatini beradi.
Fotoelektron spektroskopiya (PES) yuzalar va interfeyslarning fizik va kimyoviy xossalari haqida fundamental ma'lumotlarni taqdim etdi.1,2 PES tajribalarining ulkan turlaridan biri yorug'lik manbai sifatida yuqori tartibli garmonik hosil qilish (HHG) dan foydalanadigan PES laboratoriyada spektroskopiyaga imkon beradi. Keng sozlanishi foton energiyasi, yorug'likning o'zgaruvchan polarizatsiyasi va attosekunddan femtosekundgacha bo'lgan vaqt o'lchamlari. Shu sababli, HHG asosidagi PES yigirma yildan ortiq vaqt davomida yuzalar va interfeyslardagi dinamik jarayonlarni o'rganish uchun ishlab chiqilgan.3–5 Ushbu maqolada biz HHG asosidagi PES tajribalarining yuzalar va interfeyslarda umumiy ko'rinishini taqdim etiladi. Burchak bilan aniqlangan fotoemissiya spektroskopiyasi (ARPES) - bu materialdagi, odatda kristalli qattiq jismdagi elektronlarning ruxsat etilgan energiyalari va momentlarini tekshirish uchun kondensatsiyalangan moddalar fizikasida qo'llaniladigan eksperimental usul. U fotoelektrik effektga asoslangan bo'lib, unda yetarli energiyaga ega bo'lgan kiruvchi foton material yuzasidan elektronni chiqaradi. Chiqarilgan fotoelektronlarning kinetik energiyasi va emissiya burchagi taqsimotini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash orqali texnika elektron tarmoqli tuzilishi va Fermi sirtlarini xaritalashi mumkin. ARPES bir yoki ikki o'lchovli materiallarni o'rganish uchun eng mos keladi. U fiziklar tomonidan yuqori haroratli o'ta o'tkazgichlar, grafen, topologik materiallar, kvant quduqlari holati va zaryad zichligi to'lqinlarini ko'rsatadigan materiallarni tekshirish uchun ishlatilgan. ARPES tizimlari fotonlarning tor nurini etkazib berish uchun monoxromatik yorug'lik manbai, material namunasini joylashtirish uchun ishlatiladigan manipulyatorga ulangan namuna ushlagichi va elektron spektrometrdan iborat. Uskuna ultra yuqori vakuum (UHV) muhitida joylashgan bo'lib, u namunani himoya qiladi va chiqarilgan elektronlarning tarqalishini oldini oladi. Kinetik energiya va emissiya burchagi bo'yicha ikkita perpendikulyar yo'nalish bo'ylab tarqalib ketgandan so'ng, elektronlar detektorga yo'naltiriladi va ARPES spektrlarini ta'minlash uchun hisoblanadi - bir impuls yo'nalishi bo'ylab tarmoqli strukturasining bo'laklari.
Ba'zi ARPES asboblari spinning polarizatsiyasini o'lchash uchun detektor yonida elektronlarning bir qismini ajratib olishlari mumkin. Kristalli qattiq jismlardagi elektronlar faqat ma'lum energiya va momentlarning holatini to'ldirishi mumkin, boshqalari kvant mexanikasi tomonidan taqiqlangan. Ular qattiq jismning tarmoqli tuzilishi deb nomlanuvchi holatlarning uzluksizligini hosil qiladi. Tarmoq strukturasi materialning izolyator, yarimo'tkazgich yoki metall ekanligini, u elektr tokini qanday o'tkazishini va qaysi yo'nalishda eng yaxshi o'tkazishini yoki magnit maydonda o'zini qanday tutishini aniqlaydi. Burchak bilan hal qilingan fotoemissiya spektroskopiyasi tarmoqli tuzilishini aniqlaydi va tarqalish jarayonlarini va elektronlarning materialning boshqa tarkibiy qismlari bilan o'zaro ta'sirini tushunishga yordam beradi. Buni fotonlar tomonidan chiqarilgan elektronlarning dastlabki energiyasi va impuls holatidan energiyasi foton energiyasi bilan dastlabki energiyadan yuqori va qattiq jismdagi elektronning bog'lanish energiyasidan yuqori bo'lgan holatga o'tishini kuzatish orqali amalga oshiriladi. Jarayonda elektronning impulsi deyarli saqlanib qoladi, uning tarkibiy qismi material yuzasiga perpendikulyar bo'lganidan tashqari. Shunday qilib, tarmoqli tuzilishi elektronlar material ichida bog'langan energiyadan ularni kristall bog'lanishdan ozod qiladigan va ularni materialdan tashqarida aniqlashga imkon beradigan energiyaga aylantiriladi. Erkin bo'lgan elektronning kinetik energiyasini o'lchash orqali uning tezligi va mutlaq impulsini hisoblash mumkin. Sirt normaliga nisbatan emissiya burchagini o'lchash orqali ARPES fotoemissiya jarayonida saqlanib qolgan ikki tekislikdagi momentum komponentini ham aniqlashi mumkin. Ko'p hollarda, agar kerak bo'lsa, uchinchi komponentni ham qayta qurish mumkin. Fotoelektron spektroskopiyasi 1905-yilda Albert Eynshteyn tomonidan birinchi marta tavsiflangan fizik hodisa – fotoeffektga asoslangan. Fotoeffekt hodisasi quyidagicha: metallarga yetarli nurlanish berilganda elektronlar metall yuzasidan ajralib chiqadi. Agar chiqib ketgan elektronlarning (fotoelektronlar deb nomlanadi) kinetik energiyasini va qoʻzgʻatuvchi nurlanishning energiyasini bilsak, metalldagi elektronlar energiyasini hisoblashimiz mumkin.
|
| |
