Nanokristallarning o`tkazuvchanlik xossalari

Nanokristallarning o`tkazuvchanlik xossalari

F-1901 guruh

Umurova Shalola

Nanosistemada hech bo‘lmaganda fazoning bitta yo‘nalishida, aksari hollarda esa barcha yo‘nalishlarida elektronning de-Broyl to‘lqin uzunligi sistemaning o‘lchami qatorida bo‘ladi. Bu hodisaning klassik analogi uchlari mahkamlangan biror L uzunlikka ega bo‘lgan tor bo‘lishi mumkin. Bunday torning tebranishi λ=2L/n ( n=1,2,3….) shartni qanoatlantiruvchi turg‘un to‘lqin qonuniyatlari asosida sodir bo‘ladi. Bunday hol a va b kesimlari nanoo‘lchamga ega bo‘lgan kvant shnuri misolida tasvirlangan
Ushbu shnurning a va b yo‘nalishlarida faqat shnurning bu geometriyaviy o‘lchamlariga karrali to‘lqin uzunlikdagi elektronlar tarqala olishi mumkin. Shnurning nanoo`lchamli yo‘nalishlarida tarqalayotgan to‘lqin sonlarining qiymatlari k=2π/λ=nπ/L munosabatdan aniqlanadi. Bu ifodada L –nanokristallning o‘lchami.
Buning ma’nosi shuki, a va b yo‘nalishlarda harakatlanayotgan elektronlar faqat aniq diskret energiyalarga ega bo‘lishi mumkin.Bu holda sistema o‘lchami cheklangan yo‘nalishda valent elektronlar zonasining uzluksiz strukturasi uzlukli (diskret) struktura bo‘lib qoladi. Elektron energiyasi qat’iy aniq diskret (uzlukli) qiymatlarga ega bo‘ladi. Bu hodisa “kvant cheklanish” nomini olgan. m* effektiv massali elektron harakatini hech bo‘lmaganda bitta yo‘nalishda cheklab qo‘yish kvant mexanikasidagi noaniqlik prinsipiga ko‘ra, bu elektronning impulsini ћ/L miqdorga ortishiga olib keladi, bunda ћ-Plank doimiysi. Bu esa mos holda elektron energiyasining quyidagi
ifoda bilan aniqlanuvchi miqdorga ortishiga sabab bo‘ladi. Shunday qilib, nanozarradagi kvant cheklash hodisasi harakat yo‘li cheklangan elektronning minimal energiyasining ko‘payishiga olib kelar ekan. Tabiiyki, bu nanoo‘lchamli moddaning elektron xossalarini bu moddaning odatiy makromasshtabda bo‘lgan o‘lchamdagisidan farq qilishga sabab bo‘ladi.
Rasmda turli nanoo‘lchamli sistemalar tasvirlangan: electron to‘lqin funksiyasi fazoda bir yo‘nalishda cheklangan ikki o‘lchamli (2D) sistema, ikki yo‘nalishda cheklangan bir o‘lchamli (1D) sistema va hamma uch yo‘nalishda ham cheklangan nol o‘lchamli (0D) sistema.
Nanoo‘lchamdagi strukturalarda elektron to‘lqinlarning o‘zaro ta’sirlashuvida ham, birjinsli bo‘lmagan sohalar bilan ta’sirlashuvida ham yorug‘lik to‘lqinlarida kuzatiladigandek interferensiya hodisasi kuzatiladi. Bunday interferensiyaning o‘ziga xos tomoni shundan iboratki, fotonlardan farqli holda, elektronlarda elektr zaryadi bo‘lganligi uchun ularni lokal (o‘troq) elektrostatik va elektromagnit maydoni orqali maqsadga muvofiq boshqarish mumkin va shu tariqa elektron to‘lqinlarining tarqalishiga ta’sir etish mumkin. Kvant zarralarning shu jumladan elektronlarning noyob xossalaridan biri ularning energiyalari potensial to‘siqlarning balandligidan kichik bo‘lgan hollarda ham ulardan parron o‘ta olishidir. Bu hodisa “