Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład siedemnasty 15 kwietnia 2010.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład siedemnasty 15 kwietnia 2010."— Zapis prezentacji:

1 Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład siedemnasty 15 kwietnia 2010

2 Z poprzedniego wykładu Polaryzacja dielektryczna, polaryzowalność, podatność i przenikalność dielektryczna Wektor indukcji elektrycznej, prawo Gaussa z ładunkiem swobodnym Pole elektryczne na granicy ośrodków Mechanizmy mikroskopowe polaryzacji dielektrycznej, zależność od natężenia pola i temperatury Zależność polaryzacji od geometrii, igła dielektryczna

3 Przewodzenie pr ą du przez kondensator Wkład polaryzacji Przewodnictwo próżni

4 Dioda Zenera

5 Zł ą cze p-n (dioda półprzewodnikowa) n p Płynie prąd elektronów i dziur

6 Równowaga n p Powstaje bariera potencjału zatrzymująca prąd

7 Napi ę cie w kierunku zaporowym n p Brak znaczącego prądu

8 Wi ę ksze napi ę cie w kierunku zaporowym n p Tunelowanie elektronów Płynie duży prąd w kierunku zaporowym

9 Blokada kulombowska

10 Pr ą d tunelowy mi ę dzy elektrodami metalowymi

11 Blokada kulombowska Przy przejściu elektronu powstaje różnica potencjałów Aby zapobiec blokadzie, wystarczy przyłożyć napięcie

12 Blokada kulombowska - liczby Przyjmijmy liczby realistyczne w obecnym stanie nanotechnologii: d = 1 nm, S = 100 nm 100 nm. Otrzymamy wtedy Napięcie hamujące elektron Energia A więc potrzebna temperatura poniżej 1 K (kT = 86 eV) A.N. Cleland et al., Physica B 165&166, 979 (1990)

13 Blokada kulombowska w SCI Morales-Sanchez A, Barreto J, Dominguez C, et al. Coulomb blockade effects in silicon nanoparticles embedded in thin silicon-rich oxide films NANOTECHNOLOGY 19 (16): art. no APR Ilan R, Grosfeld E, Stern A Coulomb blockade as a probe for non-Abelian statistics in Read-Rezayi states PHYS REV LETT 1 (8): art. no FEB Wang H, Chan GKL Self-interaction and molecular Coulomb blockade transport in ab initio Hartree-Fock theory PHYS REV B 76 (19): art. no NOV 2007 Herman D, Ong TT, Usaj G, et al. Level spacings in random matrix theory and Coulomb blockade peaks in quantum dots PHYS REV B 76 (19): art. no NOV 2007 Manoharan M, Tsuchiya Y, Oda S, et al. Stochastic Coulomb blockade in coupled asymmetric silicon dots formed by pattern-dependent oxidation APPL PHYS LETT 92 (9): art. no MAR

14 Polaryzacja kuli Kula z dielektryka w jednorodnym zewnętrznym polu elektrycznym Założenie: polaryzacja jednorodna P = x Natężenie pola jednorodnie naładowanej kuli Natężenie pola pochodzące od rozsunięcia o x Natężenie pola wewnątrz kuli

15 Wpływ polaryzacji na nat ęż enie pola elektrycznego zale ż y od geometrii Poprzeczna płytka Podłużna płytka lub igła Kula W szczególności pojemność kondensatora

16 Pole lokalne: model kulistej wn ę ki Wewnątrz kulia więc w kulistej wnęce Natężenie pola jest zwiększone w stosunku do pola w materiale. Model: cząsteczki ośrodka polaryzują się pod wpływem pola powiększonego przez (ich) polaryzację – sprzężenie zwrotne! W przybliżeniu liniowym lub Równanie Clausiusa-Mossottiego daje gdzie 0 jest polaryzowalnością przypadającą na każdą z N cząsteczek

17 Trudno ś ci Trudności z opisem zjawisk polaryzacji dielektrycznej biorą się z długozasięgowego charakteru sił elektrostatycznych + -

18 Trudno ś ci Warstwy naładowane na powierzchni odpowiadają polaryzacji ośrodka. W zależności od rodzaju atomów na powierzchni zmienia się znak polaryzacji Przykład: azotek galu (struktura blendy cynkowej)

19 Efekt piezoelektryczny Brak środka inwersji, indukuje się moment dipolowy

20 Heinrich Rohrer i Gerd Binnig IBM Zurich Research Laboratory Rüschlikon, Switzerland Nobel 1986: mikroskop tunelowy STM

21 Przesuw piezoelektryczny

22 piezoelektryczny nano-przesuw xyz osłona tytanowa miejsce na próbkę soczewka asferyczna f = 3mm mikroskop

23 Ferroelektryki Równanie Clausiusa-Mossottiego pozwala przewidywać, że przy odpowiednio dużej polaryzowalności na cząsteczkę pojawi się polaryzacja spontaniczna. Materiały wykazujące spontaniczną polaryzację noszą nazwę ferroelektryków. Ze względu na drastyczne przybliżenia równanie Clausiusa- Mossottiego nie najlepiej się do opisu ferroelektryków nadaje. Przewiduje jednak zjawisko, które występuje w rzeczywistości.

24 Ferroelektryk Fig. 1: (a) Paraelectric, and (b) ferroelectric unit cell of barium titanite. The displacement of the cation lattice with respect to the anion lattice induces a static dipole moment and thus, a spontaneous polarization in the perovskite crystal.

25 Domeny w ferroelektryku Images of a barium titanate single crystal; above (left) and below (right) the tetragonal/cubic phase transition. The formation of ferroelectric domains (90°/180°) can only be observed in anisotropic tetragonal phase. Negative domains appear darker, as positive ions focus or accumulate on the negative domain surface, so reducing the SE image due to SE-ion recombination e/EMDobberstein.htm&h=213&w=300&sz=44&hl=pl&start=6&um=1&tbnid=TgV_HaQZz89bzM:&tbnh=82&tbnw=116&prev=/images%3Fq%3Dferroelectric%2Bdomains%26um% 3D1%26hl%3Dpl%26rlz%3D1T4GZHZ_pl___PL250%26sa%3DN

26 Domeny w ferroelektryku Powstają aby zminimalizować energię pola elektrycznego na zewnątrz Makroskopowa polaryzacja pojawia się przy uporządkowaniu domen

27 Przezroczysto ść cienkiej warstwy metalu AlAuCu


Pobierz ppt "Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład siedemnasty 15 kwietnia 2010."

Podobne prezentacje


Reklamy Google