Díra (kvazičástice) | Tento. Co je díra (kvazičástice)?

Otvor – kvazičástice, nositel kladného náboje rovného elementárnímu náboji v polovodičích.

Definice pojmu „díra“ podle GOST 22622-77: „Nevyplněná valenční vazba, která se projevuje jako kladný náboj, číselně rovný náboji elektronu.

Pojem díry je zaveden v pásové teorii pevných látek k popisu elektronických jevů ve valenčním pásmu, který není zcela vyplněn elektrony.

V elektronovém spektru valenčního pásma se často objevuje několik pásů, které se liší efektivní hmotností a energetickou polohou (energetické pásy lehkých a těžkých děr, zóna spin-orbit dělených děr).

Související pojmy

Pásová teorie pevných látek je kvantově mechanická teorie pohybu elektronů v pevné látce.

Valenční pás je energetická oblast povolených elektronových stavů v pevné látce, naplněná valenčními elektrony.

Nosiče náboje jsou obecné označení pro mobilní částice nebo kvazičástice, které nesou elektrický náboj a jsou schopny zajistit tok elektrického proudu.

Dvourozměrný elektronový plyn (2DEG) je elektronový plyn, ve kterém se částice mohou volně pohybovat pouze ve dvou směrech a ve třetím jsou umístěny v energetické potenciálové jámě. Potenciál omezující pohyb elektronů může být vytvořen elektrickým polem např. pomocí hradla v tranzistoru s efektem pole nebo vestavěným elektrickým polem v oblasti heteropřechodu mezi různými polovodiči. Pokud počet vyplněných energetických dílčích pásem ve 2DEG překročí jednu, pak se říká, že je kvazi-dvourozměrné.

Vodivostní elektrony jsou elektrony schopné nést elektrický náboj v krystalu, záporně nabité kvazičástice v kovech a polovodičích a elektronové stavy ve vodivostním pásmu.

Odkazy v literatuře

Ve Vesmíru však existují objekty s obrovskou hmotností soustředěnou ve velmi malém objemu. Jedná se o neutronové hvězdy vzniklé gravitační kompresí chladících hvězd. Veškerá jejich hmota se na rozdíl od běžných těles skládá nikoli z atomů, ale z volných elementárních částic: protonů, neutronů a elektronů. Zakřivení prostoru v blízkosti takových hvězd nabývá významných rozměrů. Pokud hmotnost neutronové hvězdy překročí hmotnost Slunce přibližně dvaapůlkrát, pak je stlačena do takových mezí, že zakřivení prostoru dosáhne svého maximálního stupně a vytvoří začarovaný kruh. Světlo vyzařované samotnou hvězdou nebo vstupující do tohoto prostoru zvenčí není schopno uniknout za její hranice. Obrazně řečeno, tyto hvězdy jsou jako díry v prostoru, který je obklopuje, do kterých všechno padá a nic nevychází. Odtud také název těchto nebeských těles – černé díry. Hustota hmoty uvnitř černých děr nabývá hodnot zcela nepřístupných lidské představivosti. Stačí říci, že aby se naše Slunce proměnilo v černou díru, musí se zmenšit na průměr 6 kilometrů (průměr Slunce je 1 892 000 kilometrů).

Pak ale úplně ztratí veškerou strukturu. U jakéhokoli plynu, včetně vodní páry, se molekuly již vzájemně nepřitahují, ale mají tendenci se rozptylovat do všech směrů. Vzdálenost mezi nimi je mnohonásobně větší než v kapalině, a proto je plyn tak volný a těkavý. Jeho molekuly mohou být drženy pohromadě pouze v nějaké skořápce, jako je válec nebo balón. Jakmile se ale ve skořápce vytvoří díra, molekuly odtamtud začnou odlétat pryč.

Zůstalo z archeanských organismů něco jiného než téměř neviditelné díry ve starověkých čedičích a izotopové signatury? Samozřejmě hodně. Archaea tvořící metan a bakterie oxidující metan z Pilbary již byly diskutovány. Tam, v Pilbara (formace Streli Pool) a v Barbertonově pásu (3,43 a 3,2 miliardy let, v tomto pořadí), byla nalezena kokoidní tělíska s organickou skořápkou sestávající z různých molekul uhlovodíků a dusíku a související pyritové krystaly, které zadržují izotop síry. charakteristika sirných bakterií.

Související pojmy (pokračování)

Vodivostní pásmo je v pásové teorii pevných látek prvním z nevyplněných elektronových pásem (energetické oblasti, kde se mohou nacházet elektrony) v polovodičích a dielektrikách. Elektrony z valenčního pásma, které překonaly zakázané pásmo, při nenulové teplotě vstoupí do vodivostního pásma a začnou se podílet na vedení, to znamená, že se pohybují pod vlivem elektrického pole.

Rekombinace je zánik dvojice volných nosičů opačného náboje v médiu s uvolněním energie.

Efektivní hmotnost je veličina, která má rozměr hmotnosti a používá se k pohodlnému popisu pohybu částice v periodickém potenciálu krystalu. Lze ukázat, že elektrony a díry v krystalu reagují na elektrické pole, jako by se pohybovaly volně ve vakuu, ale s určitou efektivní hmotností, která je obvykle definována v jednotkách hmotnosti elektronů me (9,11 × 10−31 kg ). Efektivní hmotnost elektronu v krystalu se obecně liší od hmotnosti elektronu ve vakuu a může být kladná.

Pracovní funkce je energie (obvykle měřená v elektronvoltech), která musí být předána elektronu, aby mohl být „přímo“ odstraněn z objemu pevné látky. Zde „bezprostřednost“ znamená, že elektron je odstraněn z pevné látky přes daný povrch a pohybuje se do bodu, který je umístěn dostatečně daleko od povrchu v atomovém měřítku (aby elektron prošel celou dvojitou vrstvou), ale blízko dost ve srovnání s rozměry makroskopických ploch krystalu. Zároveň jsou zanedbávány.

Elektrický náboj (množství elektřiny) je fyzikální skalární veličina, která určuje schopnost těles být zdrojem elektromagnetických polí a účastnit se elektromagnetické interakce.

Mobilita nosiče náboje je koeficient úměrnosti mezi rychlostí driftu nosičů náboje a aplikovaným vnějším elektrickým polem. Určuje schopnost elektronů a děr v kovech a polovodičích reagovat na vnější vlivy. Rozměr mobility je m2/(V s) nebo cm2/(V s). Ve skutečnosti se pohyblivost číselně rovná průměrné rychlosti nosičů náboje při intenzitě elektrického pole 1 V/m. Stojí za zmínku, že okamžitá rychlost může být mnohem větší než rychlost driftu. Pojem mobility.

Cooperův pár je vázaný stav dvou elektronů interagujících přes fonon. Má nulový spin a náboj rovný dvojnásobku náboje elektronu. Podobný stav poprvé popsal Leon Cooper v roce 1956, který uvažoval pouze o zjednodušeném dvoučásticovém problému. Korelované páry elektronů jsou zodpovědné za fenomén supravodivosti.

Energetická hladina je vlastními hodnotami energie kvantových systémů, to znamená systémů sestávajících z mikročástic (elektronů, protonů a dalších elementárních částic) a podléhajících zákonům kvantové mechaniky. Každá úroveň je charakterizována určitým stavem systému nebo podmnožinou těch v případě degenerace. Koncept je použitelný pro atomy (elektronické úrovně), molekuly (různé úrovně odpovídající vibracím a rotacím – vibrační a rotační úrovně), atomová jádra (intranukleární.

Tunelový efekt, tunelování je překonání potenciální bariéry mikročásticí v případě, kdy její celková energie (která zůstává při tunelování nezměněna) je menší než výška bariéry. Tunelový efekt je jev výhradně kvantové povahy, v klasické mechanice nemožný a dokonce mu zcela odporuje. Obdobou tunelového efektu ve vlnové optice může být průnik světelné vlny do odrážejícího se prostředí (na vzdálenosti řádově vlnové délky světla) za podmínek, kdy z bodu.

Phonon je kvazičástice představená sovětským vědcem Igorem Tammem. Fonon je kvantum vibračního pohybu atomů v krystalu.

Kvazičástice (z latinského quas(i) „jako“, „něco jako“) je pojem v kvantové mechanice, jehož zavedení umožňuje výrazně zjednodušit popis komplexních kvantových systémů s interakcí, jako jsou pevné látky a kvantové kapaliny.

Zakázané pásmo je termín z fyziky pevných látek – pás je oblast energetických hodnot, kterou elektron v ideálním (bezvadném) krystalu nemůže mít. Tento rozsah se nazývá bandgap a je obvykle vyjádřen číselně v elektronvoltech.

Magnetický moment, magnetický dipólový moment je hlavní veličina charakterizující magnetické vlastnosti látky (zdrojem magnetismu jsou podle klasické teorie elektromagnetických jevů elektrické makro- a mikroproudy, za elementární zdroj magnetismu je považován uzavřený proud) .

Elektron (ze starořeckého ἤλεκτρον – jantar) je stabilní záporně nabitá elementární částice. Je považován za základní (nemá, pokud je známo, žádné součásti) a je jednou z hlavních strukturních jednotek hmoty. Je klasifikován jako fermion (má spin ½) a jako lepton. Jediný (spolu se svou antičásticí, pozitronem) ze známých nabitých leptonů, který je stabilní. Elektrony tvoří elektronové obaly atomů, jejichž struktura určuje.

Potenciální bariéra je oblast prostoru, která odděluje dvě další oblasti s různými nebo identickými potenciálními energiemi. Je charakterizována „výškou“ – minimální energií klasické částice potřebnou k překonání bariéry.

Dipól je idealizovaný systém, který slouží k přibližnému popisu pole vytvářeného složitějšími soustavami nábojů a také k přibližnému popisu působení vnějšího pole na takové soustavy. Dipólová aproximace, jejíž implementace je obvykle implikována, mluvíme-li o dipólovém poli, je založena na rozšíření potenciálů pole do řady mocnin poloměrového vektoru charakterizujícího polohu zdrojových nábojů a vypuštění všech členů nad první objednávka. Výsledné funkce budou účinné.

Interakce spin-orbita – v kvantové fyzice interakce mezi pohybující se částicí a jejím vlastním magnetickým momentem, způsobená rotací částice. Nejběžnějším příkladem takové interakce je interakce elektronu umístěného na jedné z drah atomu s vlastním spinem. Taková interakce vede zejména ke vzniku tzv. jemné struktury elektronového energetického spektra a štěpení spektroskopických čar atomu.

Tento článek je o energetickém spektru kvantového systému. Rozložení energie částic v záření viz Spektrum, Spektrum záření. Energetické spektrum signálu, viz Spektrální hustota. Energetické spektrum je soubor možných energetických hladin kvantového systému.

Hustota stavů je veličina, která určuje počet energetických hladin v energetickém rozsahu na jednotku objemu v trojrozměrném případě (na jednotku plochy ve dvourozměrném případě). Je to důležitý parametr ve statistice a fyzice pevných látek. Termín lze použít pro fotony, elektrony, kvazičástice v pevné látce atd. Používá se pouze pro úlohy s jednou částicí, to znamená pro systémy, kde lze interakci zanedbat (neinteragující částice) nebo lze interakci přidat jako faktor.

Elektronový obal atomu je oblast prostoru, kde se s největší pravděpodobností nacházejí elektrony, mající stejnou hodnotu hlavního kvantového čísla n a v důsledku toho se nacházejí na blízkých energetických hladinách. Počet elektronů v každém elektronovém obalu nemůže překročit určitou maximální hodnotu.

Exciton (latinsky excito – „vzrušuji“) je kvazičástice, což je elektronické buzení v dielektriku, polovodiči nebo kovu, migrující skrz krystal a nesouvisející s přenosem elektrického náboje a hmoty. Pojem exciton a samotný termín zavedl sovětský fyzik Ya I. Frenkel v roce 1931 a spektrum excitonu poprvé experimentálně pozoroval v roce 1952 sovětský fyzik E. F. Gross. Představuje vázaný stav elektronu a díry. Mělo by se však považovat za nezávislé.

Magnon je kvazičástice odpovídající elementárnímu buzení systému interagujících spinů. V krystalech s několika magnetickými podmřížky (například antiferomagnety) může existovat několik typů magnonů s různými energetickými spektry. Magnoni se řídí statistikami Bose-Einstein. Magnony interagují mezi sebou a s jinými kvazičásticemi. Existenci magnonů potvrzují experimenty na rozptylu neutronů, elektronů a světla, který je doprovázen.

Atom vodíku je fyzikálně-chemický systém sestávající z atomového jádra nesoucího elementární kladný elektrický náboj a elektronu nesoucího elementární záporný elektrický náboj. Atomové jádro obvykle obsahuje proton nebo proton s jedním nebo více neutrony, které tvoří izotopy vodíku. Elektron je převážně umístěn v tenké soustředné kulové vrstvě kolem atomového jádra, tvořící elektronový obal atomu. Nejpravděpodobnější poloměr elektronového obalu atomu.

Landauovy hladiny jsou energetické hladiny nabité částice v magnetickém poli. Poprvé získal jako řešení Schrödingerovy rovnice pro nabitou částici v magnetickém poli L. D. Landau v roce 1930. Řešením tohoto problému jsou vlnové funkce elektronu v harmonickém potenciálu. Landauovy hladiny hrají zásadní roli ve všech kinetických jevech v přítomnosti magnetického pole.

Nárazová ionizace je fyzikální model, který popisuje ionizaci atomu, když do něj zasáhne elektron nebo jiná nabitá částice, jako je pozitron, iont nebo „díra“. Tento jev lze pozorovat jak v plynech, tak v pevných látkách (zejména polovodičích).

Elektronový plyn je model ve fyzice pevných látek, který popisuje chování elektronů v tělesech s elektronovou vodivostí. V elektronovém plynu je coulombovská interakce mezi částicemi zanedbávána a samotné elektrony jsou slabě vázány na ionty krystalové mřížky. Odpovídající koncepcí pro materiály s děrovou vodivostí je děrový plyn.

Atomový orbital je jednoelektronová vlnová funkce získaná řešením Schrödingerovy rovnice pro daný atom; je dáno: hlavním n, orbitálním l a magnetickým m – kvantovými čísly.

Výměnná interakce je interakce identických částic v kvantové mechanice, vedoucí k závislosti energetické hodnoty částicového systému na jeho celkovém spinu. Je to čistě kvantový efekt, který mizí při omezujícím přechodu ke klasické mechanice.

Elektrický dipólový moment je vektorová fyzikální veličina, která spolu s celkovým nábojem (a méně běžně používanými vyššími multipólovými momenty) charakterizuje elektrické vlastnosti systému nabitých částic (rozložení náboje) ve smyslu pole, které vytváří a působení vnějších polí na něj. Hlavní charakteristikou po celkovém nabití a poloze systému jako celku (jeho poloměrový vektor) je konfigurace nábojů systému při jeho pozorování z dálky.

Spontánní emise neboli spontánní emise je proces samovolné emise elektromagnetického záření kvantovými systémy (atomy, molekuly) při jejich přechodu z excitovaného stavu do stabilního.

Excitace ve fyzice je přechod systému ze stavu základní energie do stavu s vyšší energií.

Elektrostatické pole je pole vytvořené elektrickými náboji, které jsou v prostoru stacionární a neměnné v čase (při absenci elektrických proudů).

Vlastní polovodič nebo polovodič typu i nebo nedopovaný polovodič (anglicky: intrinsic) je čistý polovodič, jehož obsah cizích nečistot nepřesahuje 10−8 . 10−9 %. Koncentrace děr v něm je vždy rovna koncentraci volných elektronů, protože není určena dopingem, ale vnitřními vlastnostmi materiálu, konkrétně tepelně excitovanými nosiči, zářením a vnitřními defekty. Technologie umožňuje získat materiály s vysokým stupněm

Fotovodivost je jev změny elektrické vodivosti látky po absorpci elektromagnetického záření, jako je viditelné, infračervené, ultrafialové nebo rentgenové záření.

Elementární elektrický náboj je základní fyzikální konstanta, minimální část (kvanta) elektrického náboje pozorovaná v přírodě ve volných částicích s dlouhou životností. Rovná se přibližně 1,602 176 6208(98)⋅10−19 C v mezinárodní soustavě jednotek (SI) (4,803 204 673(29)⋅10−10 Fr v systému SGSE). Úzce souvisí s konstantou jemné struktury, která popisuje elektromagnetickou interakci.

Elektrické pole je jednou ze dvou složek elektromagnetického pole, což je vektorové pole, které existuje kolem těles nebo částic s elektrickým nábojem a také vzniká při změně magnetického pole (například při elektromagnetickém vlnění). Elektrické pole není přímo viditelné, ale lze jej detekovat díky jeho silnému působení na nabitá tělesa.

Nepružný rozptyl je srážka částic (včetně srážek s fotony), doprovázená změnou jejich vnitřního stavu, přeměnou na jiné částice nebo dodatečnou tvorbou nových částic.

Starkův jev je přemístění a štěpení elektronových členů atomů ve vnějším elektrickém poli.

Degenerace (kvantová mechanika) je jev, při kterém nějaká fyzikální veličina (například energie, hybnost atd.) charakterizující kvantový fyzikální systém nabývá stejné hodnoty pro různé stavy kvantově fyzikálního systému. Mnohonásobnost degenerace je počet různých stavů kvantového fyzikálního systému, které mají stejnou hodnotu fyzikální veličiny.

Hyperjemná struktura je struktura energetických hladin atomů, molekul a iontů a tedy i spektrálních čar, způsobených interakcí magnetického momentu jádra s magnetickým polem elektronů. Energie této interakce závisí na možných vzájemných orientacích spinu jádra a spinů elektronů.

Potenciální jáma je oblast prostoru, kde je lokální minimum potenciální energie částice.

Vnitřní přeměna (z lat. conversio – obrácení, rotace, přeměna, změna) je fyzikální jev spočívající v tom, že přechod atomového jádra z excitovaného izomerního stavu do stavu s nižší energií (neboli základního stavu) se provádí tzv. přímo přenáší energii uvolněnou při přechodu jednoho z elektronů tohoto atomu. V důsledku tohoto jevu tedy není emitováno γ-kvanta, ale tzv. konverzní elektron, jehož kinetická energie.

Injekce je fyzikální jev pozorovaný u polovodičových nebo heteropřechodů, při kterém se při průchodu elektrického proudu v propustném směru přes pn přechod vytvoří vysoké koncentrace nerovnovážných („injektovaných“) nosičů náboje v oblastech sousedících s přechodem. Fenomén vstřikování je důsledkem snížení výšky potenciální bariéry v pn přechodu, když je na něj aplikováno dopředné předpětí.

Emise elektronů je jev emise elektronů z pevných látek nebo kapalin.

Polaron je kvazičástice v krystalu, skládající se z elektronu a doprovodného pole pružné deformace (polarizace) mřížky. Pomalu se pohybující elektron v dielektrickém krystalu, který interaguje s mřížkovými ionty prostřednictvím sil s velkým dosahem, bude neustále obklopen oblastí mřížkové polarizace a deformace způsobené pohybem elektronu. Elektron při pohybu krystalem podléhá deformaci mřížky, proto můžeme hovořit o přítomnosti oblaku fononů doprovázejících elektron. Charakter.

Otvor – kvazičástice, proudový nosič s kladným nábojem rovným elementárnímu náboji v polovodičích a kovech.

Pojem díry je zaveden v teorii pásem k popisu elektronických jevů ve valenčním pásmu, který není zcela vyplněn elektrony. V elektronovém spektru valenčního pásma se často objevuje několik zón, které se liší efektivní hmotností a energetickou polohou (zóny lehkých a těžkých děr, zóna dělených děr spin-orbity).

Pro vytvoření děr v polovodičích jsou krystaly dopovány akceptorovými nečistotami. Kromě toho se díry mohou objevit i v důsledku vnějších vlivů: tepelné vybuzení elektronů z valenčního pásu do pásu vodivosti, osvětlení světlem.

V případě Coulombovy interakce díry s elektronem z vodivého pásu vzniká vázaný stav nazývaný exciton.

Wikimedia Foundation. 2010.

• The Overcoat (film, 1959)
• Přetečení zásobníku

Podívejte se, co je „Díra (kvazičástice)“ v jiných slovnících:

• OTVOR – kvantový stav neobsazený elektronem v energii. TV zóna těla. Pohyb elektronů v téměř naplněné energii. zóna pod vlivem vnějších elektrický pole jsou ekvivalentní pohybu D. který vznikl na vrcholu. okraje zóny, přiřadíme-li D. kladné. náboj. . Fyzická encyklopedie
• Díra (jednoznačné označení) — Díra je kvazičástice. Počítací jamka je druh dvojice množin (v matematice). Viz také Hole . Wikipedie
• Otvor — Tento výraz má jiné významy, viz Díra (významy). Je nutné zkontrolovat kvalitu překladu a uvést článek do souladu se stylistickými pravidly Wikipedie. Můžete pomoci. Wikipedie
• KVAZI-ČÁSTICE – (elementární buzení) základní koncept kvantové teorie mnoha těles, jehož úvod fyziku radikálně zjednodušuje. obrázek a metody pro popis široké škály procesů v systémech mnoha částic se silnou interakcí, včetně . Fyzikální encyklopedie
• kvazičástice – exciton, fonon, fermion, magnon, polaron, bogolon Slovník ruských synonym. kvazičásticové podstatné jméno, počet synonym: 12 • bogolon (1) • . Slovník synonym
• otvor – podstatné jméno • díra • díra v oblečení, botách, která nehraje funkční roli) Slovník ruských synonym. Kontext 5.0 Informatika. 2012. podstatné jméno díra, počet synonym: 19 • . Slovník synonym
• otvor — vodivost; díra Energetický stav neobsazený elektronem ve valenčním pásmu. Kvazičástice s nábojem a spinem elektronu, která se objeví, když se uvolní obsazený stav degenerovaného Fermiho rozdělení elektronů . Polytechnický terminologický výkladový slovník
• otvor – A; pl. rod. rock, rande rkam; a. 1. = Díra (1 2 číslice). Otvory ve zdech. V zadním zubu d. Opravte díru. Na punčoše je obrovské číslo 2. Průchozí otvor pro uchycení něčeho. Otvory v opasku. D. pro šroub. Vyvrtejte, vyvrtejte díru. 3. Odemkněte O kulce . Encyklopedický slovník
• Kvazičástice – kvantum kolektivní vibrace nebo perturbace mnohočásticového systému, které má určitou energii a zpravidla hybnost (například fonon). Mezi kvazičásticemi a běžnými elementárními částicemi existuje řada podobností a rozdílů. V mnoha . Wikipedia
• Otvor (nosič náboje) — Díra je kvazičástice, nosič proudu s kladným nábojem rovným elementárnímu náboji v polovodičích a kovech. Pojem díry je zaveden v teorii pásem k popisu elektronických jevů ve valenčním pásmu, který není zcela vyplněn elektrony. . Wikipedia