Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование. Булыгина Е.В - 14 стр.

     Дополнительно, в наноструктурах при уменьшении размера элементарного
структурного элемента наблюдается:
     9 увеличение ширины запрещенной зоны;
     9 сдвиг полосы поглощения в область больших энергий, согласно теоретической
        зависимости E ~ 1/R;
       9 голубой сдвиг (сдвиг спектров люминесценции в коротковолновую область);
       9 переход к немонотонной зависимости электрических свойств от размеров
    Отсюда очевидной становится возможность модификации электронных свойств
наноструктур по сравнению с полупроводниковыми структурами.
    Многообразные связи между особенностями структуры и электронным строением и
свойствами выявлены для углеродных и других трубчатых структур. Для однослойных
нанотрубок выявлена зависимость типа проводимости от хиральности: зигзагообразные
трубки обладают металлическим типом проводимости, хиральные – полупроводники,
причем ширина запрещенной зоны коррелирует с радиусом трубок (для узкощелевых
полупроводников ∆Eg ~ R-2, для широкощелевых ∆Eg ~ R-1).
    На рис. 1.1.6 показаны схемы нанокомпозитов, состоящих из различно заряженных
кристаллитов: а) в структуре p- (дырочные полупроводники) и n-кристаллиты (электронные
полупроводники); б) фазы с различной энергией Ферми; в) металлы и полупроводники.
Приложение внешнего электромагнитного поля изменяет заряды поверхностей раздела.




  Рис. 1.1.6. Схемы структуры нанокомпозитов, содержащие фазы различного заряда [47]

                       1.2.1. Термодинамические свойства
     Если говорить об особенностях термодинамических свойств и фазовых равновесных
состояний, то на этот счет определенного однозначного толкования нет. Есть мнение [43],
что для частиц размером более 10 нм традиционные понятия о поверхностной энергии более
менее применимы. В случае размеров 1-10 нм свойства требуют отдельного уточнения, и при
размерах менее 1 нм вся частица приобретает свойства поверхностного слоя и требует
специального подхода. В первом приближении эти соображения применимы для
термодинамики консолидированных наноматериалов. Также имеются следующие
термодинамические особенности, характерные для наноструктур:
     9 некоторые термодинамические соотношения могут не выполняться, т.к. появляется
         дополнительная степень свободы, обусловленная наличием тождественных и
         независимых малых частиц (систем);
     9 флуктуации термодинамических переменных становятся соизмеримы со средними
         значениями самих свойств;
     9 проявляются значительные тепловые эффекты ∆Н
     9 точки фазового равновесия имеют тенденцию к сдвигу в область более низких
         температур;
     9 изменяются температуры фазовых превращений;
     9 некоторые термодинамические свойства (например, свободная энергия Гиббса G)
         могут терять монотонность.

                                                                                       1