Перспективы применения наноматериалов в космической технике. Новиков Л.С - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Раздел 1
34
Отметим, что аналогичное влияние размер зерен оказывает на
теплопроводность металлических материалов. Поскольку для
металлов электронная составляющая теплопроводности является
преобладающей, то дополни-
тельное рассеяние электронов
на границах зерен, связанное
с уменьшением их размера,
вызывает снижение тепло-
проводности. Например, для
серебра наблюдалось ее сни-
жение в 3−4 раза при перехо-
де от
крупнозернистой струк-
туры к структуре с размерами
зерен 20−50 нм.
Когда размеры баллисти-
ческого нанопроводника ста-
новятся сопоставимыми с
длиной волны де Бройля, на
перенос заряда между кон-
тактами начинает оказывать
влияние квантование электронных состояний, рассмотренное в
разд. 1.1. В данном случае с уменьшением сечения нанопровод-
ника будет происходить скачкообразное снижение
его проводи-
мости, определяемое дискретностью плотности электронных со-
стояний, степень которой зависит от размеров нанопроводника.
Теоретически показано, что минимальная величина такого скачка
проводимости, называемая квантом проводимости, составляет
2e
2
/ h (e – элементарный заряд; h – постоянная Планка). Обратная
ей величина получила название квант сопротивления –
h / 2e
2
≈ 12,9 кОм. Отметим, что экспериментально квантование
проводимости можно наблюдать только при температурах, близ-
ких к абсолютному нулю, поскольку этот эффект размывается
тепловым движением электронов.
Используя эффект квантования электрического тока, проходя-
щего через наноразмерные структуры, можно создавать элементы
Рис. 1.13. Зависимости ρ(Т) для
образцов Ni при размерах зерен,
[нм]: 1 – 3⋅10
5
; 2 – 55; 3 – 30;
4 – 27; 5 – 22
ρ, 10
–6
Ом⋅см
12
8
4
0
0 100 200
T
, К
1
5
3
2
4 
Раздел 1

    Отметим, что аналогичное влияние размер зерен оказывает на
теплопроводность металлических материалов. Поскольку для
металлов электронная составляющая теплопроводности является
                                     преобладающей, то дополни-
    ρ, 10 Ом⋅см
         –6
                                     тельное рассеяние электронов
                                     на границах зерен, связанное
                                 5
    12
                                     с уменьшением их размера,
                                     вызывает снижение тепло-
                                     проводности. Например, для
     8             3                 серебра наблюдалось ее сни-
              4
                                 1
                                     жение в 3−4 раза при перехо-
     4                               де от крупнозернистой струк-
                             2
                                     туры к структуре с размерами
     0
                                     зерен 20−50 нм.
       0        100     200     T, К    Когда размеры баллисти-
                                     ческого нанопроводника ста-
    Рис. 1.13. Зависимости ρ(Т) для
    образцов Ni при размерах зерен,  новятся сопоставимыми с
                    5
    [нм]: 1 – 3⋅10 ; 2 – 55; 3 – 30; длиной волны де Бройля, на
    4 – 27; 5 – 22                   перенос заряда между кон-
                                     тактами начинает оказывать
влияние квантование электронных состояний, рассмотренное в
разд. 1.1. В данном случае с уменьшением сечения нанопровод-
ника будет происходить скачкообразное снижение его проводи-
мости, определяемое дискретностью плотности электронных со-
стояний, степень которой зависит от размеров нанопроводника.
Теоретически показано, что минимальная величина такого скачка
проводимости, называемая квантом проводимости, составляет
2e2 / h (e – элементарный заряд; h – постоянная Планка). Обратная
ей величина получила название квант сопротивления –
h / 2e2 ≈ 12,9 кОм. Отметим, что экспериментально квантование
проводимости можно наблюдать только при температурах, близ-
ких к абсолютному нулю, поскольку этот эффект размывается
тепловым движением электронов.
    Используя эффект квантования электрического тока, проходя-
щего через наноразмерные структуры, можно создавать элементы

34

Страницы