1.2.3. Kvant interferensiyasi
Nano miqyosdagi tuzilmalarda elektron toʻlqinlarning bir-biri bilan va bir jinsli boʻlmaganlar bilan oʻzaro taʼsiri yorugʻlik toʻlqinlaridagi kabi interferensiya bilan birga boʻlishi mumkin.Lekin elektron toʻlqinlarning interferensiyasi oʻziga xos xususiyatlarga ega.Avvalo, shuni hisobga olish kerakki, yorug'lik to'lqinlaridan farqli o'laroq, elektronlar elektr zaryadiga ega. Shunday qilib, mahalliy statik elektr yoki elektromagnit maydon bilan elektronlarni boshqarish va elektron to'lqinlarning tarqalishiga ta'sir qilish mumkin. Elektromagnit maydon elektronning toʻlqin funksiyasi fazasini oʻzgartiradi (Aharonov-Bom effekti). ikitərəfiiləyayılır(şəkil1.2,a).“ N" tekislikda elektron guruhlar qayta birlashadi va interferensiya sodir bo'ladi. Ajratilgan guruhlardagi elektronlarning fazalar farqi guruhlar orasidagi magnitlanish bilan aniqlanadi. Magnit maydon o'zgarganda interferentsiya landshafti va strukturaning elektr o'tkazuvchanligi. o'zgartirish.
Şəkil 1.2. Interferentsiya landshaftini magnit maydon (a) va statik elektr maydon (b) bilan boshqarish.
Statik elektr maydon bilan interferension landshaftni boshqarish uchun 1.2.b rasmda ko'rsatilgan sxemadan foydalanish mumkin.Kondensator elektrodlaridagi kuchlanishning o'zgarishi magnit maydonning o'zgarishi bilan yuzaga keladigan tebranishlarning o'zgarishiga olib keladi.
1.2.4. Yükdaşıyıcıların tunel keçidləri
Tunnel o'tishlari zaryad tashuvchisi potentsial to'siqdan o'tganda sodir bo'lishi mumkin.Potentsial to'siqni kesib o'ting -
energiya panjara balandligidan kelib chiqadi.
0 1 x Şəkil 1.3.Zərrəciyin potensial
Klassik mexanik - hatto to'siqdan o'tish uchun gurjanadan
ta'sir qilish mumkin emas.Ammo binar korpuskulyar-to'lqinli tabiatga ega kvant zarralari uchun bu haqiqiy effektdir. 1.3-rasmda elektronning to'rtburchak potentsial to'siqqa ta'siri ko'rsatilgan.
Klassik mexanikaga ko'ra energiya
E0olanzərrəcik chapdan o'ngga harakatlanayotganda, u potentsial panjaraga yaqinlashganda, u undan orqaga qaytib, teskari yo'nalishda harakat qiladi..E> U0 bo'lgan elektronlar devor bo'ylab harakatlanishda davom etadi.Kvant mexanikasida boshqacha manzara kuzatiladi.
Avvalo, E>U0 bo'lganda ham, elektronning potentsial to'siqdan orqaga qaytish ehtimoli noldan farq qiladi..
Bundan tashqari, E∇2Ψ + 2me (E − U )Ψ = 0.
ℏ2 0
Bunda-Ψ– mikrozarrachalar to'lqin funksiyasi.1–civə 3– Zarrachalar uchun Shreding tenglamasi bir xilShuning uchun 1-simob-2-komponentlarni ko'rib chiqish kifoya.1-komponent uchun tenglama quyidagicha:
1
∇2Ψ1 + k2Ψ1 = 0.
Xuddi shunday, 2-qism uchun
2
∇2Ψ2 + k2Ψ2 = 0.
bunda k1 = 1 √2meE; k2 = 1 √2me(E– U0).
ℏ ℏ
Natijada to'lqin funksiyalari uchun quyidagi ifodalar olinadi:
Ψ1 = A1eik1x + B1e−ik1x x<0 qachon
Ψ2 = A2ek2x0<x < L qachon
Bu erda to'plangan 1 zarrachaning ijobiy yo'nalishidagi serpantin to'lqinlariga, to'plangani esa salbiy yo'nalishdagi serpantin to'lqinlariga mos keladi. to‘lqin hisoblanadi.A1vəB1– mos keladigan to'lqinlarning amplitudalari.R= nisbat - mikrozarrachalarning devordan aks etishi ehtimoli. Shunga ko'ra, to'plangan narsa 2-zarrachaning tepasi bo'ylab tarqaladigan to'lqinga mos keladi.
nun kvadratı mikrohissəciyin 2–ci hissəyə nüfuz etməsinin ehtimolini aniqlaydi
nisbati shaffoflik nisbatideyiladi
A2≠0 bo'lsa, mikrozarrachaning 2-zarracha chuqurligiga kirishi ma'lum bir ehtimollik bilan sodir bo'ladi.Bu ehtimollik
to'lqin funksiyasining kvadratiga proportsionaldir:
w=Ψ=Aeℏ (UE)
Bunday imkoniyatning mavjudligi cheklangan kenglikdagi potentsial to‘siqdan mikrozarrachalarning oqib chiqishiga imkon beradi.Boshqacha qilib aytganda, mikrozarrachaning potensial to‘siqdan o‘tishi va bunday oqish energiyani ajratmasligi hodisasi tunnel effekti deyiladi.Ma’lumki potentsial to'siqning shaffoflik koeffitsienti quyidagicha aniqlanadi:
D=Deℏ (UE),
buradaD0– potentsial to'siqning shakliga bog'liq bo'lgan nisbiy barqaror koeffitsientdir.
Tunnel effektining muhim xususiyati shundaki, mikrozarrachalar energiyasi potensial to‘siqdan tashqarida bo‘lganda o‘zgarmaydi, ular bir xil energiya bilan to‘siqqa kiradi va maydon energiyasi bilan to‘siqdan chiqib ketadi.
Tunnel effekti elektron qurilmalarda muhim rol o'ynaydi. Bu taʼsir kuchli elektr maydon taʼsirida elektronlarning chiqishi, tokning dielektrik qatlamlardan oʻtishi, p-n oʻtishlarning parchalanishi kabi hodisalarni keltirib chiqaradi.Tunnel effekti asosida tunnel diodlari va faol qatlam elementlari yasaladi.
|
