Перспективы применения наноматериалов в космической технике. Новиков Л.С - 33 стр.

                             Физические основы нанотехнологий

Электрические и магнитные свойства
   На электропроводность материалов оказывают влияние как
классические, так и квантовые размерные эффекты. В проводнике
электроны, совершающие хаотическое тепловое движение, стал-
киваются с колеблющимися ионами решетки, проходя между
столкновениями некоторое среднее расстояние, называемое дли-
ной свободного пробега. Если к проводнику приложена разность
потенциалов, то на хаотическое движение электронов наклады-
вается их упорядоченный дрейф в электрическом поле со ско-
ростью около 10−3 м⋅с−1, которая на несколько порядков ниже
скорости теплового движения. Главную роль в возникновении
электрического тока в металлах играет не дрейфовая скорость
электронов, а их высокая концентрация (1028−1029 м−3).
   Длина свободного пробега электронов для разных металлов
составляет приблизительно 10−100 нм, что много больше постоян-
ной кристаллической решетки. Тем не менее, если размеры про-
водника достаточно велики (3D-объект), то электрон на пути меж-
ду контактами, к которым приложена разность потенциалов, пре-
терпевает значительное число столкновений с ионами решетки.
Такой режим движения электрона называется диффузионным.
   Если же размеры проводника лежат в нанодиапазоне и оказы-
ваются меньше длины свободного пробега электронов, то почти
все электроны пролетают расстояние между контактами без про-
межуточных столкновений. В этом случае реализуется баллисти-
ческий режим их движения.
   В обоих режимах дополнительные препятствия движению
электронов в нанопроводниках создаются поверхностями раздела
между зернами, объемное содержание которых увеличивается с
уменьшением размера зерен (см. рис. 1.2). Соответственно, уве-
личивается удельное сопротивление наноматериалов, что под-
тверждается приведенными на рис. 1.13 температурными зависи-
мостями удельного сопротивления ρ образцов никеля, отличаю-
щихся размерами зерен. Подобные зависимости получены также
для нанопленок.

                                                            33