Лекция тақырыбы: Металдардың электр өткізгіштігі. Металдардың электр өткізгіштігінің классикалық, кванттық теориялары. Асқын өткізгіштік құбылысы. Люминесценция. Вавилов заңы. Холл эффекті
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
AVLUCCAVYDTD16042023150810
- Бұл бет үшін навигация:
- Вавилов заңы
- Холл эффектісі
| 5.12.-сурет
Бұл деңгейлерді қоспа атомдар, түйін аралық атомдар, теріс ионды вакансиялар, т.б тудырады. Бұл деңгейлерден өткізгіштік зонаның түбіне дейінгі ара қашықтықты, яғни өткізгіштік зонаның ең төменгі деңгейіне дейінгі ара қашықтықты ловушканың тереңдігі деп атайды. Фосфоресцирлейтін люминофордың энергетикалық схемасын сызып көрсетуге болады (5.13.-сурет): 5.13.-сурет І толтырылған зона мен ІІ еркін зона аралығында А активатордың қоспа деңгейі Л ловушкалары орналасқан. Люминофорға түскен жарық сәулесінің әсерінен активатордың атомдары қозады: электрондар А қоспа деңгейден ІІ зонаға өтеді, сонымен ол еркін болады. Ол электронды «ловушка» ұстап алғандықтан, ол өзінің еркін қозғалу мүмкіндігін жоғалтады, сонымен қатар активатор ионымен рекомбинация жасау мүмкіндігін жоғалтады. «Ловушкадан» шығу үшін Ел энергия қажет болады. Бұл энергияны электрон тордың тербелуінен, яғни фононнан алуы мүмкін. Электронның «ловушкада» болуы τ уақыты exp Eл/kt-ға пропорционал; Eл үлкен мәнге ие болған кезде τ өте үлкен болуы мүмкін. «Ловушкадан» шыққан электрондар қайтадан өткізгіштік зонада болып, «ловушкаға» түскенше немесе активті ионмен рекомбинация жасағанша кристалда еріксіз (блуждает) қозғалыста болады. Актив ионмен рекомбинация жасаған кезде люминесценттік квант сәулесін шығарады. Сонымен, «ловушка» жұтылған фотондардың энергиясын жинақтайтын орталық ролін атқарып, олар кейін люминесценция түрінде сәуле шығарады екен. Сәуле шығару мерзімін электронның «ловушкада» болу уақыты анықтайды. Тәжірибенің берген мәліметтеріне қарағанда электронның қозған күйден кәдімгі (нормаль) күйге өтуінің барлығында жарық сәуле квантын шығармайды екен. Мұндай жағдайлардың көпшілігінде фонондар пайда болады. Қазіргі таңда қатты денелердің теориясы кристалдағы қандай қоспа атомдары люминесценция құбылысын тудырады, қандайы қоздырылған электрондардың және кемтіктердің энергияларын шашыратып, бұл энергияларды тордың тербеліс энергиясына (фононның энергиясына) айналдыратынына нақты жауап бере алмайды. Электрондар мен кемтіктер энергияларының тордың тербеліс энергиясына айналу ықтималдығы люминесценция квантына айналудан жоғары болғандықтан кристаллофосфор (люминесценция) құбылысының тазалығына талап жоғары болады. Көп жағдайларда қоспа атомдардың болуы 10-4%-дан төмен болғанның өзінде люминесценция толығымен жойылады. Кванттық теорияда люминесценция құбылысы және олардың негізгі заңдылықтары оңай түсіндіріледі, мысалы Стокс және Вавилов заңдарында. Вавилов заңы: Қарапайым жағдайды қарастырайық, яғни түскен жарық сәулесі (фотон), ε0=hν0 люминесценция фотонын ε=hν тудырады дейік (кванттың шығуы бірге тең) онда энергетикалық люминесценцияның шығуы осы фотон энергияларының қатынасына тең, яғни η=ε/ε0 , ε=hν=hc/ λ болғандықтан, мынаны аламыз: η=υ/υ0=λ0/λ (5.13) Бұл қатынасқа қарағанда, люминесценцияның энергетикалық η шығуы қоздыратын жарық сәулесінің толқын ұзындығына пропорционал өседі екен, яғни Вавиловтың заңына сәйкес. Түскен толқын ұзындығы λ0 шамасына сәйкес түскен кванттың энергиясы люминесценцияны қоздыруға (тудыруға) жеткіліксіз болғанда энергетикалық шығу η бірденнен (скачкообразно) нольге дейін түседі. Холл эффектісі Қатты денелердегі токты тасымалдайтын бөлшектердің болуымен байланысты 1879 жылы американ физигі елеулі құбылысты ашты, бұл құбылыс Холл эффектісі деп аталады. L ұзындығы, b ені және а қалындығы бар пластинкадан тығыздығы і-ге тең ток А-дан В бағытына қарай өтті дейік (5.14.-сурет). жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|