Efekt Aharonova-Bohma

Prezentacja na temat: "Efekt Aharonova-Bohma"— Zapis prezentacji:

1 Efekt Aharonova-Bohma

2 Plan prezentacji Opis efektu Aharonova-Bohma Tło historyczne
Zastosowania efektu A-B Chiralność i relacja dyspersyjna Wielościenne nanorurki węglowe (MWNT) Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT) Półprzewodnikowe SWNT Przewodnikowe SWNT Podsumowanie

3 Opis efektu Aharonova-Bohma
Cząstki „odczuwają” pole magnetyczne (elektryczne) nie występujące wzdłuż ich trajektorii Potencjał wektorowy A nabiera fizycznego znaczenia (a precyzyjniej calka z A po trajektroriach – niezmiennicza względem cechowania)

4

5 Nieskończony solenoid

6 Przypadek bez pola magnetycznego:
Przypadek z polem magnetycznym:

7 Tło historyczne 1949 - Ehrenberg i Siday’a przewidzieli efekt A-B
praca Y. Aharonova i D. Bohma doświadczalne potwierdzenie efktu A-B przez niezależne zespoły badawcze 1978,1983 – zanegowanie wcześniejszych doświadczeń - przenikanie pola magnetycznego poza solenoid A. Tonomura przeprowadza eksperyment z magnesem torusowym pokrytym materiałem nadprzewodzącym (Nb) - ostateczny dowód na efekt A-B A. Bachtold z grupą współpracowników na Uniwersytecie w Bazylei odkrył efekt A-B w nanorurkach węglowych o średnicy 16 nm

8 Nanorurki węglowe

9 Chiralność

10 Relacja dyspersyjna π● π○

11

12 Nanorurki – zmiana typu przewodnictwa
półprzewodnikowa metaliczna

13 SWNT i MWNT SWNT: r~1nm B~1000T MWNT: r~10nm B~10T

14 MWNT

15 Przesunięcie prążków interferencyjnych objawia się tym, że zmienia się opór elektryczny wzdłuż nanorurki jako funkcja pola magnetycznego Pola magnetyczne rzędu 10T – dostępne labolatoryjnie

16 SWNT

17 Półprzewodnikowe SWNT
Pola rzędu 1000T poza zasięgiem laboratoriów Eksperymentalnie potwierdzone występowanie efektu A-B przy polach ~10T - minimalne zmiany oporności przez co brak praktycznych zastosowań

18 SWNT przewodnikowa (15,6) Eksperyment potwierdza wystepowanie efektu A-B w SWNT Duże względne zmiany wysokości pików przewodniości Relatywnie niewielkie pole magnetyczne

19 SWNT przewodnikowa c.d. Efekt A-B przesuwa poprzeczne składowe pędu elektronów W wyniku tego spada przewodniość i wzrasta minimalna energia swobodnego elektronu

20 Zastosowanie efektu A-B w NR
MWNT teoretycznie możliwe konstuowanie elementów opartych o efekt A-B Wielkokrotnie większe od SWNT Praktyczne zastosowanie nie w najbliższym czasie SWNT Brak zastosowań dla SWNT półprzewodnikowych (za wysokie wymagane pola) Przydatność SWNT przewodnikowych niewykluczona Praktyczne zastosowanie nie w najbliższym czasie

21 Podsumowanie Efekt A-B w bardzo obrazowy sposób ukazuje nielokalność QM Eksperymenty potwierdziły występowanie efektu A-B i wykluczyły możliwość innej interpretacji Efekt A-B w nanorurkach Temat bardzo ‘na czasie’ Wiele eksperymentów Brak praktycznych zastosowań w najbliższym czasie