„Kvantumbezárás” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Következményei |
|||
7. sor:
== Fizikai leírása ==
A kvantumbezárás
Egy tömbi anyagban az elektronok számára megengedett energiaállapotok kvázifolytonos [[Sávszerkezet|enegiasávokba]] állnak össze, a sávok szélessége, [[Állapotsűrűség|állapotsűrűsége]], illetve a sávokat elválasztó tiltott sávok alapvetően határozzák meg az anyag elektromos és optikai jellemzőit. Ezzel szemben az [[Atom|atomok]] körüli kötött állapotú elektronok számára ezzel szemben csak [[Elektronszerkezet|diszkrét energiaszintek]] megengedettek, ugyanis az atommag által keltett potenciáltér az elektronokat kis helyre zárja be. Ez a bezártság bizonyos közelítésben úgy képzelhető el, hogy az atomok körül az elektronok [[Potenciálgödör|potenciálgödörben]] vannak, melynek belsejében a hullámfüggvény-megoldásuk terjedő jellegű, azon kívül pedig lecsengő. A kettő közötti esetet képviselnek a mezoszkopikus nanoszerkezetek, melyek energiaspektruma a folytonos sávszerkezet és a diszkrét energianívók közti átmenetet képviseli. Ezekben igen sok megengedett [[kvantumállapot]] lehetséges, de ezek nem állnak össze összefüggő energiasávokká. Ilyen rendszerek esetén tehát méretfüggő jelenségek lépnek fel a tömbi és az atomi jellemzők mellett.
Ahhoz, hogy a kvantumbezárás fellépjen, nem szükséges a részecske minden méretének kicsinek lenni, elegendő, ha némely mérete már a kvantumjelenségek tartományába esik. Ezért a kvázi-kétdimenziós szerkezetek, például a [[grafén]], a kvázi-egydimenziós szerkezetek, például [[Nanocső|nanocsövek]], [[Nanopálca|nanopálcák]], illetve a gyakorlatilag nulladimenziós [[kvantumpötty]] esetén is beszélhetünk bezárásról a szerkezet adott kiterjedései mentén.
== Következményei ==
[[Fájl:Dos - 2.png|bélyegkép|Elektronok állapotsűrűségének jellemző dimenziófüggése. A kétdimenziós elektrongáz állapotsűrűsége diszkrét ugrásokat szenved (piros vonal), a nanodrót egydimenziós állapotsűrűsége pedig szinguláris pontokat is tartalmazhat (zöld vonal)]]
=== Kétdimentiós elektrongáz ===
{{Bővebben|Kétdimenziós elektrongáz}}
Ha egy közegben az elektronok a tér két iránya mentén szabadon elmozdulhatnak, viszont ezekre merőlegesen kvantumbezárás érvényesül, akkor az elektronok kétdimenziós síkra szorulnak be. Ez az állapot például határfelületeken, [[Heteroátmenet|heteroátmeneteken]], vagy szigetelő felületére [[Vékonyréteg-leválasztás|leválasztott]] vezető [[Vékonyréteg|nanorétegek]] esetén léphet fel. Ezen rendszerek jellemzője, hogy az állapotsűrűségben diszkrét ugrások jelennek meg, melyek alapvetően befolyásolják az ezekből kialakított eszközök (például térvezérlésű [[Vékonyréteg-tranzisztor|vékonyréteg-tranzisztorok]]) tulajdonságait.
=== Nanodrót, van Hove-szingularitás ===
{{Bővebben|Van Hove-szingularitás}}
Léteznek kvázi egydimenziós szerkezetek, például a természetben is megtalálható [[Szén nanocső|szén nanocsövek]]. Ezek a szénatomokból álló csőszerű szerkezetek egyes esetekben mindössze 1–10 nanométeres átmérőjéhez akár mikrométer, vagy milliméter hosszúság tartozhat. A cső keresztmetszete irányában érvényesül a kvantumbezárás, míg a cső hossza mentén delokalizálódhatnak (szabadon elmozdulhatnak) az elektronok. Az ilyen, kvázi egydimenziós szerkezetek jellemzői az állapotsűrűség éles ugrásai, melyeket van Hove-szingularitásoknak neveznek. A csőszerű nanoszerkezetek számos elektromos vezetési, hőtani, mágneses jellemzőjének leírásakor ezeket figyelembe kell venni.
== Jegyzetek ==
| |||