101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГУ | Тольятти

Составители: 

Рубрика: 

19
качестве носителей заряда в любой среде могут выступать, способные перемещаться под
действием электрического поля, электроны и дырки.
Рис. 6. Энергетическая диаграмма, поясняющая возникновение электрона и дырки в
совершенном кристалле.
Вопрос 19. Что такое потенциальная яма?
Если частица движется в ограниченной области, где ее потенциальная энергия
меньше, чем вне этой области, то говорят, что частица находится в потенциальной яме.
Термин «потенциальная яма» происходит от вида графика, изображающего зависимость
потенциальной энергии частицы, находящейся в силовом поле, от её положения в
пространстве. Основное свойство потенциальной ямы – способность удерживать частицу,
полная энергия которой меньше ее потенциальной энергии, т.е. глубины ямы. Говорят,
что такая частица находится в связанном состоянии, при этом ее полная энергия
принимает одно из дискретных значений. Потенциальные ямы могут быть одно-, двух- и
трехмерными в зависимости от того, сколько из трех независимых направлений движения
имеет частица, находящаяся в потенциальной яме.
На рис.7 схематически представлен вид одномерной потенциальной ямы и
энергетических уровней частицы в этой яме. Полная энергия частицы Е является суммой
её кинетической энергии, которая всегда положительна Т > 0, и потенциальной U,
которая может быть как положительной, так и отрицательной. Если частица находится
внутри ямы, то её кинетическая энергия Т
1
меньше глубины ямы U
0
. В этом случае
полная энергия частицы в яме отрицательна (Е
1
=
Т
1
+ U
1
= Т
1
– U
0
< 0 ) и частица не
может покинуть яму, т.е. находится в связанном состоянии. Она движется в яме с
кинетической энергией Т
1
, отражаясь от ее «стенок». В квантовой физике энергия
частицы не изменяется без внешних причин. Наоборот, в классическом случае частица,
двигаясь от одной «стенки» к другой, принимает любое значение энергии, в зависимости
от сообщенного ей импульса и это одно из важнейших отличий квантовой и классической
механик! Если кинетическая энергия частицы Т
2
= 0, то её полная энергия Е
2
= - U
0
< 0 и

Страницы