Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Сглобяване на молекули от отделни части

<== предишна статия |

Тази молекула, от 18 атома на цезий и 18 йодни атома, беше сглобена чрез последователно добавяне на отделни атоми в атомно силовия микроскоп.

Ефект на квантовата зала

Когато един метал се постави в силно магнитно поле, нивата на електроните се квантуват (квантуването на Ландау), нивата на Ферми се променят, което води до колебания на магнитна пропускливост и проводимост. Това явление се проявява значително за свръхпроводниците в магнитните полета (квантовия магниторезистивен ефект на Хол ). Неговата същност се състои в това, че ако MOS (метал - оксид - полупроводник) структура ( Хол контакт ) се охлажда до температура под критичната, тогава неговото съпротивление в магнитно поле ще се променя поетапно.

или се абсорбира допълнителна топлина.

към метали се освобождава или

(2.39)

където h = 25812.807 ома е константата на Klitzing.

Фиг. , Зависимостта на съпротивлението на Хол от магнитното поле. Коефициентите на запълване за някои "плата" са посочени върху зависимостта на съпротивлението на Хол.

Както бе отбелязано от Klitzing, при измерване на ефекта на Хол в обратния слой на силиконов MOS транзистор при ниски температури (T ~ 1 K) и в силни магнитни полета (B> 1 T), линейната зависимост на съпротивлението на Хол се заменя с последователност от стъпки (плато), както е показано на фиг. , Когато се наблюдава плато на зависимостта на съпротивлението на Хол RH, надлъжното електрическо съпротивление става много малко. При ниски температури токът в пробата може да тече без разсейване (разсейване). Квантов ефект на Джоузефсън и неговото приложение при конструирането на стандартните волта

През последните десетилетия се използват нови физически ефекти, които са били достатъчно проучени от физиците, за да се изградят стандарти: квантовия ефект на Джоузефсън, квантовия ефект на Хол, ефекта на Мейснер, ефекта на Месбауер и др. ефекти на Джоузефсън и Хол.

Квантов ефект на Джоузефсън и неговото приложение при конструирането на стандартните волта . При температура под определена характеристика на даден метал или сплав, наречена критична температура T cr , тя преминава в специално, свръхпроводящо състояние, при което електрическите и магнитните свойства са фундаментално различни от тези, които металът (сплавта) има при обикновените температури.

В свръхпроводника:

устойчивост на постоянен ток напълно отсъства;

магнитният поток в свръхпроводящия пръстен остава непроменен във времето;

външното магнитно поле не прониква дълбоко в свръхпроводника, ако силата на полето H <Н кр (свойството на идеалния диамагнетизъм). Има и други ефекти.

Появата на свръхпроводящото състояние обикновено се дължи на появата на специален тип носители на електрически заряд - свързани електронни двойки (куперови двойки), образувани при T <T cr . Смята се, че комбинирането на електрони в двойки се дължи на трептенето на кристалната решетка, което води до появата на ефективна сила на фоновото привличане между електроните в свръхпроводника (силата на взаимното привличане между електроните също съществува при нормални условия, но е 5 пъти 10 45 пъти по-малка от тяхната сила на кулонов отблъскване). ). Енергията на свързване на куперова двойка е от порядъка на 10 -3 eV (1 eV = 1.6 . 10 -19 J). При T = 0 K всички електрони в свръхпроводника се свързват по двойки.

Ефектът на Джозефсън възниква между два свръхпроводника, които образуват тунелен преход. Ако два проводника (в типично състояние са разделени от оксиден филм с дебелина около 10 -7 cm, тогава поради тунелния ефект, електроните преминават от един проводник в друг и се установява електрическо равновесие между тях (разликата на потенциала между проводниците е нула). потенциална разлика отвън, електрически ток ще тече през тунелния контакт.

Ако между два свръхпроводника се образува тунелен контакт, тогава възниква ефекта на Джоузефсън (стационарен или нестационарен), който е открит от британския учен Б. Джоузефсън през 1962 г. Тунелният контакт често се нарича Джоузефсън.

Стационарният ефект на Джозефсън е, че при нулева разлика в потенциала през тунелния възел в свръхпроводника протича малък постоянен електрически ток.

Преходният ефект на Джоузефсън възниква, когато към джойсонов кръстопът е приложено постоянно напрежение U. През прехода ще тече променлив ток.

i (t) = I 0 sin [+ 0 + (2e / hUt],

Където I 0 и are 0 са постоянни стойности, които характеризират съответно амплитудата на постоянния електрически ток и началната фаза; e = 1.602 x 10 -19 C - електронен заряд (до третия знак след десетичната запетая); h = 6.626 . 10 -34 J. c е константата на Планк.

Джоузефсън, който поддържа постоянна потенциална разлика, излъчва електромагнитно излъчване с честота w.

Това предполага очевиден израз

ω = (2e / h) U

където ω = 2π f е кръговата честота.

Количеството ω / U = 2e / h = 483.59767 MHz / μV е джозефсонова константа.

Нестандартният ефект на Jezephson е обратим: ако Josephmonian контакт е облъчен с електромагнитно поле с честота w, тогава напрежението на контакта ще се промени поетапно в зависимост от честотата на външното електромагнитно поле със зависимост

U = n (h / 2e) f

Където f е честотата на електромагнитното поле.

Ако се изпълни равенството 2eU = nhf, всеки път, когато броят n се увеличи с един, ще се наблюдават остри стъпки. Интервалът между последователните стъпки достига 4 - 5 mV.

В Русия, първичният стандарт на държавата за ЕМП и DC напрежение възпроизвежда волта, използвайки ефекта на Джозефсън. Размерът на единица волта се прехвърля към вторичния стандарт, за който се използва група термостатични наситени елементи. С увеличаване на точността на определяне на стойността на количеството (2e / h), което се очаква през следващите години, точността на "волта" на Джозефсън може да се увеличи с повече от 1 ред.

Първичният стандарт на състоянието на ЕМП блока и постояннотоковото напрежение въз основа на ефекта на Джозефсън има грешка при възпроизвеждане, оценена чрез стандартното отклонение на резултата от измерването, 5 . 10 -9 ; неизключената систематична грешка е 5 . 10 -9 . Вторичният стандарт под формата на група наситени термостатирани НЕ има стандартно отклонение на резултата от измерването от 1.3 . 10 -8 .

<== предишна статия |





Вижте също:

Филмите на >

Сравнителен анализ на аналитичните възможности на различни типове имуносензори

Изследвания на химични и биологични процеси на повърхността на конзолата. Хемосорбция на вещества с ниско молекулно тегло и повърхностни химични реакции

Приложение на явлението свръхпроводимост в измервателната техника

Електронен парамагнитен резонанс (EPR)

Квантово-механична теория на свръхпроводимостта

Соматовисерна сензорна система. Соматовисерна система.

Примери за използване на наноматериали в електрониката и измервателната техника

Разполагане на устройства

Трансформация на енергията на стимула в рецепторите. Потенциал на рецептора. Абсолютен праг. Продължителност на усещането. Адаптация на рецептора.

Сензори и микроактуатори

Преобразуватели на биохимични реакции в аналитичен сигнал

Методи за изследване на наноматериали и наноструктури

Връщане към съдържанието: Физически явления

Видян: 2454

11.45.9.53 © ailback.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Обратна връзка .