Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

WYKŁAD VII A.Elektronika XXw. (klasyczne półprzewodniki – tranzystory i diody). Materiały domieszkowane. Łagodna a dramatyczna zmiana właściwości materiału.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "WYKŁAD VII A.Elektronika XXw. (klasyczne półprzewodniki – tranzystory i diody). Materiały domieszkowane. Łagodna a dramatyczna zmiana właściwości materiału."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD VII A.Elektronika XXw. (klasyczne półprzewodniki – tranzystory i diody). Materiały domieszkowane. Łagodna a dramatyczna zmiana właściwości materiału w funkcji domieszkowania. Polimery przewodzące, brązy nieorganiczne, nadprzewodniki. B.Baterie słoneczne i materiały do foto- i termoemisji elektronów. Domieszkowanie przez wstrzyknięcie ładunku. Afera Schöna. C.Właściwości magnetyczne materii. Diamagnetyki (w tym nadprzewodniki), paramagnetyki, ferromagnetyki, antyferromagnetyki i ferrimagnetyki. Materiały twarde i miękkie, nisko- i wysokotemperaturowe. Magnetooporność i magnetostrykcja. D.Składowanie energii w polu magnetycznym. Przetworniki mechano-, magneto- i termoelektryczne, oraz elektromechaniczne i magnetomechaniczne. Piezoelektryki i termopary. Generacja fal dźwiękowych.

2 isolator EFEF semicond.metalsupercond.

3 Domieszkowanie półprzewodników e – doping Ge:SbGe:Se h + doping Ge:GaGe:Zn

4 Domieszkowanie półprzewodników, c.d. e – doping Ge 1– As Ga 3+ {As 3– 1– } Ti{O 1– } vel Ti 1+ O h + doping Ge 1– Ga {Ga 3+ 1– }As 3– {Ti 1– }O vel TiO 1+ Mieszana wartościowość Mixed–valence or … intermediate valence? PtO = Pt II O ale AgO = Ag I [Ag III O 2 ] Insulator to metal transition

5 Materiały domieszkowane. Łagodna a dramatyczna zmiana właściwości materiału w funkcji domieszkowania. LaNi 1–x Mn x O 3 Półprzewodnik MetalPółprzewodnik Nadprzewodnik

6 h + = Cu 2+ :(Cu 3+ )e – = Cu 2+ :(Cu 1+ ) Brak symetrii w domieszkowaniu elektron/dziura

7 Klasyczne p ółprzewodniki(Nagroda Nobla 1956 & 2000) P olimery przewodzące2000 Brązy nieorganiczne Nadprzewodniki1987 Si:(P,As,Sb)

8

9

10 Domieszkowanie przez wstrzyknięcie ładunku. Afera Schöna. J. H. Schön domieszkowanie fizyczne (wstrzyknięcie netto ładunku do materii) vs chemiczne (zmiana pierwiastka, zmiana położenia jąder atomowych)

11 Baterie słoneczne. n-p junction wafer solar battery solar panel (stack)

12 Si, $ Watt (2004) commercial Solar Output & Charging Time (in full sunlight) 3V 200mA 2-3 hours 6V 100mA 4-6 hours 9V 50mA hours 12V 50mA hours GaAs > $ 100,000 6 kWatt (2004) NASA Moc podawana dla warunków pełnego oświetlenia na planecie ZIEMI Wydajność konwersji energii: 14 % 22% Strata jakosci = –1 do 2% rocznie

13 Smaller band gap: – more effective absorption of whole solar EM spectrum but – lower voltage generated Balancing the effect gives optimum band gap of 1.4 eV Si (single crystal, polycrystalline, amorphous) GaAs CuInSe 2 CdTe … multi–band gap stacks

14 Właściwości magnetyczne materii. Diamagnetyki. WYPYCHANE Z OBSZARU SILNIEJSZEGO POLA -Klasyczne (precesja Larmora): brak niesparowanych elektronów lub niemobline wolne pary elektronowe (np. SiO 2 lub : SbCl 3 ), χ < 0 -nadprzewodniki: brak niesparowanych elektronów, mobilne singletowe (bozonowe) pary elektronowe (np. Hg poniżej 4 K), χ << 0 Paramagnetyki. WCIĄGANE W OBSZAR SILNIEJSZEGO POLA -wolny elektron (Langevin): związki z jednym niesparowanym elektronem w dużym rozcieńczeniu (np. Cu 2+ · (d 9 ) w CuSO 4 powyżej 0.03 K), χ > 0 -van Vleck (niezależny od T): silne mieszanie stanu podstawowego i wzbudzonego, łatwość wzbudzenia elektronów (np. Cu I 2 Zr IV Cl 6 vs Cu II 2 Zr II powyżej 50 K, χ = + constans -Pauli (niezależny od T): zwykłe metale, mobilne niesparowane elektrony (np. Cs 0 ), χ = + constans Ferromagnetyki: silna komunikacja centrów magnetycznych, równoległe ułożenie spinów (np. Fe 0 (d 6 ) > 0 Antyferromagnetyki: silna komunikacja centrów magnetycznych, antyrównoległe ułożenie identycznych spinów (np. HS Co 2+ ··· (d 7 ) CoO < 55 o C), χ złożona Ferrimagnetyki: silna komunikacja centrów magnetycznych, antyrównoległe ułożenie różnych spinów (np. HS Fe 3+ ····· (d 5 Fe 2+ ···· (d 6 ) Fe 3 O 4 0, złożona

15 χ 0T dia para van Vleck Pauli ferro T Curie T Neel antiferro nadprzew T kryt

16 Materiały magnetyczne: twarde i miękkie, nisko- i wysokotemperaturowe. T C / o CB S /TB P /TH C /kA m –1 (BH) max /kJ m –3 max /1000 Fe Co Ho– Fe 3 O Fe 2 Co Co 5 Sm fnbca* FeCo 49 V NiFe 16 Mo Fe 4 B (szkło) * Fe 62.5 Nd 15 B 5.5 Co 16 Al 1 H B BSBS BPBP HCHC T C – temperatura Curie H C – pole koercji B S – indukcja nasycenia B P – indukcja szczątkowa max – maksymalna względna przenikalność magnetyczna (BH) max – energia zmagazynowana w polu magnetycznym obecnym w materiale, na jednostkę objętości

17 Składowanie energii w polu magnetycznym /SMES = Superconducting Magnet Energy Storage/ Układ wysokowydajnego magazynowania, główne straty energii są związane z koniecznością chłodzenia cewki nadprzewodzącej Ni/Ti, < 5 K Obecnie w USA na liniach przesyłowych ultrawysokiego napięcia, dla stabilizacji mocy w okresie jej wahań

18 Magnetooporniki. warstwa magnetyczna diamagnetyczny separator mała oporność FM duża oporność AFM – zasada Pauliego – analogia optyczna z dwiema płytkami polaryzacyjnymi (elektron to fala materii…)

19 – b. duza czulosc na pole magnetyczne – twarde dyski wysokiej gestosci – glowica magnetyczna odtwarzacza tasmowego – kompasy samolotowe – czytniki kard magnetycznych – czujniki pradu i pola (ABS, odcinacze bezpieczenstwa, mierniki natezenia pradu etc.)

20 1988: GIANT magnetoresistance (GMR) Baibich et al. (Paris) & Binasch et al.(Jülich) Mn III /Mn IV. Thousandfold Change in Resistivity in Magnetoresistive La 1–x Ca x MnO 3 Films S. Jin, T.H. Tiefel, M. McCormack, R.A. Fastnacht, R. Ramesh and L.H. Chen Science 264 (1994) e – 3 e – (La 1–x Ca x )MnO 3 (Ba 1–x K x )BiO 3 CaTiO 3 magnetoresistance, superconductivity, ferroelectricity ABX 3 perovskite…

21 Przetworniki mechano-, magneto- i termoelektryczne. termopary Piezoelektryki C 6 H 5 NO 2 H2OH2OH2OH2O +NR 4 Cl U /V – – – – T T+ T U /V Magneto- oporność

22 Przetworniki magnetomechaniczne i elektromechaniczne. magnetostrykcjaelektrostrykcja Spin–crossover compounds. Słabe pole ligandów, HSSilne pole ligandów, LS


Pobierz ppt "WYKŁAD VII A.Elektronika XXw. (klasyczne półprzewodniki – tranzystory i diody). Materiały domieszkowane. Łagodna a dramatyczna zmiana właściwości materiału."

Podobne prezentacje


Reklamy Google