Qattiq jismlar fizikasi – Solid-state physics

Taxminan erkin elektron modeli qayta yozadi Shredinger tenglamasi davriy nashr uchun salohiyat. Bunday holda echimlar sifatida tanilgan Bloch davlatlari. Blox teoremasi faqat davriy potentsiallarga taalluqli bo’lgani uchun va kristaldagi atomlarning tinimsiz tasodifiy harakatlari davriylikni buzganligi sababli, Blox teoremasidan foydalanish faqat taxminiy hisoblanadi, ammo u juda qimmatli yaqinlashuv ekanligini isbotladi, aksariyat qattiq jismlar fizikasi tahlil qilish oson emas. Davriylikdan chetga chiqish kvant mexanikasi bilan davolanadi bezovtalanish nazariyasi.

bƏrk cİsİmlƏr fİzİkasi kafedrasinin doktoranti orucova gÜlƏr

BƏRK CİSİMLƏR FİZİKASI KAFEDRASININ DOKTORANTI ORUCOVA GÜLƏR “MÜRƏKKƏB FORMALI KVANT ÇUXURUNDA İKİÖLÇÜLÜ ELEKTRON QAZININ KİMYƏVİ POTENSİALI” Elmi rəhbər: prof. Fiqarova S.R. BAKI DÖVLƏT UNİVERSİTETİ FİZİKA FAKÜLTƏSİ

Post on 20-Mar-2016

Documents

BAKI DÖVLƏT UNİVERSİTETİ FİZİKA FAKÜLTƏSİ. BƏRK CİSİMLƏR FİZİKASI KAFEDRASININ DOKTORANTI ORUCOVA GÜLƏR. “ MÜRƏKKƏB FORMALI KVANT ÇUXURUNDA İKİÖLÇÜLÜ ELEKTRON QAZININ KİMYƏVİ POTENSİALI ” Elmi rəhbər: prof. Fiqarova S.R. – PowerPoint PPT Presentation

• BRK CSMLR FZKASI KAFEDRASININ DOKTORANTI ORUCOVA GLRMRKKB FORMALI KVANT UXURUNDA KLL ELEKTRON QAZININ KMYV POTENSALI Elmi rhbr: prof. Fiqarova S.R. BAKI DVLT UNVERSTETFZKA FAKLTS
• Nmunnin qalnl De-Broyl dala uzunluu trtibind olarsa, onda ly gr kvantlanma effekti meydana glir. Kvant uxurunun formas termodinamik v kinetik xarakteristikalarnn tbqnin qalnlndan olan asllna tsir edir. Bu id mrkkb formal kvant uxurunda ikill elektron qaznn xasslri aradrlb, hans ki, myyn rtlrd bu kvant uxuru dzbucaql v parabolik kvant uxurunu verir.
• formal kvant uxuru. x=2z(a)-1.
• formal kvant uxuruna baxacaq. Bu kvant uxuru n redinqer tnliyinin hlli aadak enerji spektrini verir: (1)burada n=0, U0=0,a-kvant uxurunun yarmenidir. U0-potensial enerjinin minimumu, n-ba kvant ddlridir.Byk kvant ddlri halnda (1) enerji spektri sonsuz drin dzbucaq-l potensial uxurun enerji spektri il st-st dr:
• (2)ks halda is (1) enerji spektri parabolik kvant uxurunun enerji spektri il st-st dr:harmonik ossilyatorun tezliyidir. (1) enerji spektri n hal sxl funksiyas aadak kli alr: Hevisayd funksiyasdr.(2) ifadsindn hal sxl funksiyasnn enerjidn asllq qrafiki qurulmudur.
• (3)(4)kill elektron qaznn konsentrasiyas aadak kli alr:Fermi-Dirak paylanma funksiyasdr.(3) inteqraln hesablasaq:Crlam elektron qaz n (4) ifadsi aadak kl dr:Bu ifadd (1) enerji spektrini yerin qoysaq alarq:
• Buradan Fermi srhddi n alarq:Axrnc ifaddn biz Fermi sviyysinin kvant ddlri v kvant uxurunun parametrindn, elc d nazik tbqnin qalnlndan asllq qrafikini qurmuuq:
• bu halda qaz crlamam olur. (3) ifadsi crlamam ikill elektron qaz n aadak kli alr: Crlamam ikill elektron qaznn kimyvi potensial n aldmz son ifaddn kimyvi potensialn kvant uxurunun parametri ,temperaturu, konsentrasiyadan (T=300 K, T=77 K) asllq qrafiklrini qurmuuq.
• NTCLR Crlam v crlamam ikill elektron qaznn kimyvi potensial yrnilib. Bu kvant uxurunda kimyvi potensialn konsentrasiyadan, temperaturdan, ly gr kvantlanm tbqnin qalnlndan asllq ifadlri alnmdr. Gstrilmdir ki, kvant uxurunun formas kimyvi potensialn konsentrasiya v temperaturdan olan asllqlarna tsir edir. Alnmdr ki, crlamam elektron qaznn kimyvi potensialnn konsentrasiyadan asll qeyri-monoton xarakter dayr. Bu id crlam elektron qaznn Fermi sviyysi kvant ddlrinin artmas il artr. Fermi sviyysi ly gr kvantlanm tbqnin qalnl il ossilyasiya olunur. Crlamam elektron qaznn kimyvi potensial temperaturun artmas il azalr.
• DQQTNZ GR TKKRLR

Qattiq jismlar fizikasi – Solid-state physics

“Davlat nazariyasi” bu erga yo’naltiradi. Siyosatshunoslikdagi nazariyalar uchun qarang Shtat (siyosat).

Qattiq jismlar fizikasi bu qattiq o’rganishdir materiya, yoki qattiq moddalar kabi usullar orqali amalga oshiriladi kvant mexanikasi, kristallografiya, elektromagnetizm va metallurgiya. Bu eng katta filiali quyultirilgan moddalar fizikasi. Qattiq jismlar fizikasi qattiq moddalarning katta miqyosdagi xususiyatlari ularnikidan qanday kelib chiqishini o’rganadi atom – o’lchov xususiyatlari. Shunday qilib, qattiq jismlar fizikasi nazariy asosini tashkil etadi materialshunoslik. Shuningdek, u to’g’ridan-to’g’ri dasturlarga ega, masalan tranzistorlar va yarim o’tkazgichlar.

Mundarija

• 1 Fon
• 2 Tarix
• 3 Kristalning tuzilishi va xususiyatlari
• 4 Elektron xususiyatlar
• 5 Zamonaviy tadqiqotlar
• 6 Shuningdek qarang
• 7 Adabiyotlar
• 8 Qo’shimcha o’qish

Fon

Qattiq materiallar zich zich atomlardan hosil bo’lib, ular intensiv ta’sir o’tkazadilar. Ushbu o’zaro ta’sirlar mexanik ishlab chiqaradi (masalan, qattiqlik va elastiklik ), issiqlik, elektr, magnit va optik qattiq moddalarning xususiyatlari. Qatnashgan materialga va uni yaratish sharoitlariga qarab atomlar muntazam, geometrik shaklda joylashishi mumkin (kristalli qattiq moddalar o’z ichiga oladi metallar va oddiy suvli muz ) yoki tartibsiz (an amorf qattiq umumiy oyna kabi stakan ).

Qattiq jismlar fizikasining asosiy qismi umumiy nazariya sifatida yo’naltirilgan kristallar. Avvalo, bu davriyligi bilan bog’liq atomlar kristallda – uning aniqlovchi xususiyati – matematik modellashtirishni osonlashtiradi. Xuddi shu tarzda, kristalli materiallar ko’pincha mavjud elektr, magnit, optik, yoki mexanik uchun ishlatilishi mumkin bo’lgan xususiyatlar muhandislik maqsadlar.

Kristalldagi atomlar orasidagi kuchlar har xil shakllarda bo’lishi mumkin. Masalan, ning kristalida natriy xlorid (oddiy tuz), kristal tarkib topgan ionli natriy va xlor va bilan birgalikda o’tkazildi ionli bog’lanishlar. Boshqalarda esa atomlar birgalikda bo’lishadi elektronlar va shakl kovalent bog’lanishlar. Metalllarda elektronlar butun kristalda bo’lishadi metall bog’lash. Va nihoyat, olijanob gazlar ushbu turdagi birikmalarning birortasiga ham duch kelmaydi. Qattiq shaklda, zo’r gazlar birlashtiriladi van der Waals kuchlari har bir atomda elektron zaryad bulutining qutblanishidan kelib chiqadi. Qattiq moddalar turlari o’rtasidagi farqlar ularning bog’lanishidagi farqlardan kelib chiqadi.

Tarix

Qattiq jismlarning fizik xususiyatlari asrlar davomida ilmiy izlanishning umumiy mavzusi bo’lib kelgan, ammo qattiq jismlar fizikasi nomi bilan yuritiladigan alohida soha 1940-yillarning 40-yillariga qadar, xususan, qattiq jismlar fizikasi bo’limi (DSSP) tashkil etilishi bilan paydo bo’lgan emas. ichida Amerika jismoniy jamiyati. DSSP sanoat fiziklariga murojaat qildi va qattiq jismlar fizikasi qattiq jismlar ustida olib borilgan tadqiqotlar natijasida yuzaga kelgan texnologik dasturlar bilan bog’liq bo’ldi. 1960-yillarning boshlarida DSSP Amerika jismoniy jamiyatining eng yirik bo’limi edi. [1] [2]

Qattiq jism fiziklarining katta jamoalari ham paydo bo’ldi Evropa keyin Ikkinchi jahon urushi, xususan Angliya, Germaniya, va Sovet Ittifoqi. [3] Qo’shma Shtatlar va Evropada qattiq jism yarimo’tkazgichlar, o’ta o’tkazuvchanlik, yadro magnit-rezonansi va boshqa turli xil hodisalarni tadqiq qilish orqali taniqli sohaga aylandi. Dastlabki Sovuq Urush davrida qattiq jismlar fizikasida olib boriladigan tadqiqotlar ko’pincha qattiq moddalar bilan cheklanmagan, bu 1970-80 yillarda ba’zi fiziklarning maydonini topishiga olib keldi. quyultirilgan moddalar fizikasi qattiq moddalar, suyuqliklar, plazmalar va boshqa murakkab moddalarni o’rganish uchun ishlatiladigan keng tarqalgan usullar atrofida tashkil etilgan. [1] Hozirgi kunda qattiq jismlar fizikasi odatda qattiq kondensatlangan moddalar deb ataladigan quyultirilgan moddalar fizikasining subfediyasi deb qaraladi, bu odatdagi kristall panjarali qattiq jismlarning xususiyatlariga qaratilgan.

Kristalning tuzilishi va xususiyatlari

Materiallarning ko’plab xususiyatlari ularga ta’sir qiladi kristall tuzilishi. Ushbu tuzilmani bir qator yordamida tekshirish mumkin kristalografik texnikalar, shu jumladan Rentgenologik kristallografiya, neytron difraksiyasi va elektron difraksiyasi.

Kristalli qattiq moddadagi alohida kristallarning o’lchamlari, ishtirok etgan materialga va u hosil bo’lgan sharoitga qarab o’zgaradi. Kundalik hayotda uchraydigan ko’pgina kristalli materiallar polikristal, individual kristallar mikroskopik, ammo makroskopik bitta kristallar tabiiy ravishda ishlab chiqarilishi mumkin (masalan, olmos ) yoki sun’iy ravishda.

Haqiqiy kristallar xususiyati nuqsonlar yoki ideal tartibdagi tartibsizliklar va aynan shu nuqsonlar haqiqiy materiallarning ko’plab elektr va mexanik xususiyatlarini tanqidiy ravishda aniqlaydi.

Elektron xususiyatlar

Kabi materiallarning xususiyatlari elektr o’tkazuvchanligi va issiqlik quvvati qattiq jismlar fizikasi tomonidan o’rganiladi. Elektr o’tkazuvchanligining dastlabki modeli bu edi Dude modeli, qaysi qo’llanilgan kinetik nazariya uchun elektronlar qattiq holatda. Materialda harakatsiz musbat ionlar va klassik, o’zaro ta’sir qilmaydigan elektronlarning “elektron gazi” mavjud deb taxmin qilib, Drude modeli elektr va issiqlik o’tkazuvchanligi va Zal effekti metallarda, garchi u elektron issiqlik quvvatini juda yuqori baholagan bo’lsa ham.

Arnold Sommerfeld bilan klassik Drude modelini birlashtirdi kvant mexanikasi ichida erkin elektron modeli (yoki Drude-Sommerfeld modeli). Bu erda elektronlar a kabi modellashtirilgan Fermi gazi, kvant mexanikasiga bo’ysunadigan zarrachalar gazi Fermi-Dirak statistikasi. Erkin elektron modeli metallarning issiqlik quvvati bo’yicha yaxshilangan bashoratlarni berdi, ammo u mavjudligini tushuntirib berolmadi izolyatorlar.

The deyarli erkin elektron modeli zaif davriylikni o’z ichiga olgan erkin elektron modelining modifikatsiyasi bezovtalanish kristalli qattiq jismdagi o’tkazuvchan elektronlar va ionlar o’rtasidagi o’zaro ta’sirni modellashtirishni nazarda tutadi. G’oyasini kiritish orqali elektron lentalar, nazariyasi mavjudligini tushuntiradi dirijyorlar, yarim o’tkazgichlar va izolyatorlar.

Taxminan erkin elektron modeli qayta yozadi Shredinger tenglamasi davriy nashr uchun salohiyat. Bunday holda echimlar sifatida tanilgan Bloch davlatlari. Blox teoremasi faqat davriy potentsiallarga taalluqli bo’lgani uchun va kristaldagi atomlarning tinimsiz tasodifiy harakatlari davriylikni buzganligi sababli, Blox teoremasidan foydalanish faqat taxminiy hisoblanadi, ammo u juda qimmatli yaqinlashuv ekanligini isbotladi, aksariyat qattiq jismlar fizikasi tahlil qilish oson emas. Davriylikdan chetga chiqish kvant mexanikasi bilan davolanadi bezovtalanish nazariyasi.

Zamonaviy tadqiqotlar

Qattiq jismlar fizikasining zamonaviy tadqiqot mavzulariga quyidagilar kiradi.

• Yuqori haroratli supero’tkazuvchanlik
• Quasikristallar
• Spin stakan
• O’zaro bog’liq bo’lgan materiallar
• Ikki o’lchovli materiallar
• Nanomateriallar

Brk cisimlr fizikası

31 may 2022-ci il tarixində Bərk cisimlər fizikası kafedrasının növbəti elmi seminarı eçirilib. Seminarda kafedranın keçmiş dissertantı, Azərbaycan Memarlıq və İnşaat Universitetinin əməkdaşı Hüseynağa Hüseynov “Aşağıölçülü elektron sistemlərdə anizotrop kinetik hadisələr” mövzusunda məruzə ilə çıxış edib. Məruzəçi çıxışında təqdim olunmuş işin aktuallığı, qarşıya qoyulan prioritet məsələlər, aparılmış hesablamalar, əldə olunmuş elmi nəticələr, tədqiqatın üstünlükləri və tədqiqatla bağlı problemlər haqda məlumat verdi. O bildirdi ki, tədqiqat işində kosinusoidal dispersiya qanununa tabe olan ifratqəfəs və laylı sistemlərdə elektrikkeçiriciliyi, istilikkeçiriciliyin elektron hissəsi, qalvano- və termomaqnit əmsalların anizotropluğunun nəzəri tədqiqi, enerji spektri, səpilmə mexanizminin anizotropluğunun, həmçinin aşağıölçülü elektron qazının parametrlərinin və xarici sahənin təsiri ilə kinetik hadisələrdə yaranan xüsusiyyətlər müəyyən edilib. Göstərilib ki, Holl əmsalı ifratqəfəslərdə maqnit sahəsinin istiqamətindən asılı olaraq işarəsini dəyişir. İşarə dəyişkənliyi minizonada mənfi effektiv kütləli sahələrin olması ilə şərtlənir. Ifratqəfəslərdə Holl əmsalının anizotropluğu elektron qazının ölçüsündən asılıdır: kvaziüçölçülüdən kvaziikiölçülü hala keçdikdə anizotropıuq azalır. GaAs/AlGaAs ifratqəfəsi üçün aparılan ədədi hesablama göstərdi ki, eninə maqnit müqaviməti uzununa maqnit sahəsində, eninə sahədən fərqli olaraq, ekranlaşma radiusunun ifratqəfəsin perioduna nisbətindən qeyri-monoton asılıdır və bu nisbətin müəyyən qiymətində fərdi xüsusiyyətə malikdir: maqnit müqaviməti ekranlaşma radiusundan asılı olaraq işarədəyişən formada ossilyasiya edir. Tapılmışdır ki, güclü ekranlaşmış aşqar ionlarından səpilmədə maqnit müqaviməti müsbətdir və güclü maqnit sahəsində ekranlaşma radiusundan asılı deyil, bu isə onu göstərir ki, baxılan halda tsiklotron orbiti aşqar ionunun ekranlaşma sahəsini örtür. Bundan başqa tapılmışdır ki, maqnit sahəsinin aralıq qiymətlərində eninə maqnit müqaviməti öz işarəsini ifratqəfəsdə Fermi səviyyəsi mini-zonanın ortasında olduqda dəyişir. Fermi səthi nahamar silindr olduqda minizonada mənfi effektiv kütləli sahələr yaranır. Eninə maqnit müqavimətin işarə dəyişməsi mini-zonada mənfi effektiv kütləli sahələrin olması səbəbindən tsiklotron orbit üzrə fırlanmaları fərqli olan iki cür elektron qrupunun müxtəlif səpilmə mexanizminə malik olmaları ilə bağlı olduğu seminar iştirakçılarının nəzərinə çatdırılıb.

Seminar iştirakçıları tərərfindən maraqla qarşılanan məruzənin sonunda mövzu ətrafında müzakirələr aparılıb və verilən suallar məruzəçi tərəfindən cavablandırılıb.