ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
44
носителей заряда с разнообразными дефектами: примесями, колебаниями решетки,
границами и поверхностями раздела и т.д. Взаимодействие с дефектами не носит
характер соударения, т.к. электрон не сталкивается с дефектом. В то же время при
взаимодействии скорость электрона меняется по направлению и величине. Поэтому
говорят, что при взаимодействии с дефектом электрон рассеивается. При этом он теряет
энергию, которая выделяется в виде тепла. Физическое явление, приводящее к
разогреву проводника при протекании в нем тока, называют эффектом Джоуля-
Ленца.
В отличие от массивных тел, проводимость углеродных нанотрубок, как и других
квантовых нитей, имеет выраженный квантовый характер. Длина УНТ составляет
несколько микрон, что меньше длины свободного пробега электронов. После пересечения
границы, отделяющей трубку от внешней среды, электрон движется свободно, как
выпущенная из ружья пуля. Такое движение принято называть баллистическим. При этом
пока электрон движется внутри трубки, он не взаимодействует с её поверхностью.
Рассеяние имеет место только в области контактов.
Для того, чтобы уяснить механизм баллистического протекания тока, рассмотрим
следующую модель. Пусть имеется 2 контакта металла с УНТ (рис.30). Через левый
контакт (L) электрон входит в трубку, а через правый контакт ® выходит. Металлические
контакты, через которые входит и выходит электрон, представим в виде потенциальных
ям. На каждом энергетическом уровне такой ямы в соответствии с принципом Паули
располагается по 2 электрона с противоположно направленными спинами.
Рис.30. Схема измерения проводимости УНТ, полученная в сканирующем растровом
микроскопе (слева) и потенциальная диаграмма контактов нанотрубки (справа).
Энергетические уровни в металле заполнены до определенной энергии, называемой
уровнем Ферми или химическим потенциалом. В состоянии равновесия эти уровни
расположены при одной энергии. Электрическое напряжение между контактами равно
нулю. Ток отсутствует. Приложенное к контактам напряжение (V
sd
) понижает уровень
Ферми второго контакта (рис.30). Оказывается, что в промежутке энергий
RLsd
eVE
µµ
−==∆
уровни первого контакта заняты электронами, а второго
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- …
- следующая ›
- последняя »
