Utaz sok alag teffektussal
Download
1 / 30

Utazások alagúteffektussal - PowerPoint PPT Presentation


  • 53 Views
  • Uploaded on

Utazások alagúteffektussal. Vancs ó Péter, Márk Géza István MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet , Budapest. http://www.nanotechnology.hu. www.nanotechnology.hu. A potenciális energia (1). Klasszikus mechanikában: ha ismerjük az

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Utazások alagúteffektussal' - kaya


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Utaz sok alag teffektussal
Utazások alagúteffektussal

Vancsó Péter, Márk Géza István

MTA MűszakiFizikaiésAnyagtudományiKutatóintézet, Budapest

http://www.nanotechnology.hu



A potenci lis energia 1
A potenciális energia (1)

Klasszikus mechanikában: ha ismerjük az

F erőteret, ki tudjuk számítani a tömegpont gyorsulását az F=ma mozgásegyenletből.


A potenci lis energia 2
A potenciális energia (2)

Konzervatív erőtér esetén („ha nincs súrlódás”):Emech = Emozg + Epot

Epot

Emech

Emozg

x


A potenci lis s a kinetikus energia j t ka
A potenciális és a kinetikus energia játéka

Click into image to start animation


Klasszikusan tiltott tartom ny
Klasszikusan tiltott tartomány

Epot

Emech

Emozg

x

Az Epot>Emech tartományba nem tud behatolni a részecske, mert a tartomány szélén Emozg=0, v=0, tehát visszafordul!


Az alag tjelens g
Az alagútjelenség

Nem tud átjutni a falon – klasszikus mechanika

Át tud jutni a falon – kvantummechanika

Az alagutazás valószínűsége

Makroszkopikus testekre PICI

Nanoméretű testekre NAGY


Alag tjelens g p lda 1
Alagútjelenség: példa (1)

Mivel a fémfelületen oxidréteg van (szigetelő), a klasszikus mechanika szerint nem tudna áram folyni!

De a kvantummechanika megmutatja, hogy a vékony oxidrétegen át tudnak alagutazni az elektronok – folyik az áram!


Alag tjelens g p lda 2
Alagútjelenség: példa (2)

A Napban az energiát hidrogén fúzió termeli, ehhez kezdetben két hidrogén atommag egyesül, majd végül hélium keletkezik és energia.

De az atommagok pozitív töltése taszítja egymás: a magok nem tudnak elég közel jutni egymáshoz – a Napban ehhez nincs elég meleg!

Click into image to start animation

Segít az alagúteffektus!

Click into image to start animation


Alag tjelens g p lda 3
Alagútjelenség: példa (3)

A flash memória alagúteffektussal működik



A fizika sk l i
A fizika skálái

TÉR

1 Angstrom = 10-10 m

1 m

10 millió km = 1010 m

IDŐ

1 femto sec = 10-15 s

1 s

31 millióév = 1015 s

TÖRVÉNYEK

Kvantum

Klasszikus


Mivel tudunk vizsg l dni a nanom teres tartom nyban
Mivel tudunk vizsgálódni a nanométeres tartományban?

Click into image to start animation

Pásztázó alagút mikroszkóp

(STM)

Nobel díj: 1986


Leg atomokkal
Legó” atomokkal


Kvantummechanika szeml ltet se k tr ses k s rlet klasszikus eset
Kvantummechanika szemléltetése:kétréses kísérlet – klasszikus eset

Teniszlabda


Kvantummechanika szeml ltet se k tr ses k s rlet kvantumos eset
Kvantummechanika szemléltetése:kétréses kísérlet – kvantumos eset

Ezekre a helyekre sose megy az elektron!

Középre is jut részecske!

Ezekre a helyekre sose megy az elektron!

Elektron forrás

Fluoreszkáló ernyő

Akadály két nyílással



A hull mf ggv ny
A hullámfüggvény

idő

helyvektor

hullámfüggvény

A kvantummechanikai hullámfüggvény azt határozza meg, adott helyen és adott időpontban mekkora valószínűséggel és milyen fázissal található meg a részecske.


Schr dinger egyenlet a kvantummechanika mozg segyenlete
Schrödinger egyenlet:a kvantummechanika mozgásegyenlete

Hamilton operátor

idő

helyvektor

hullámfüggvény

idő deriválás

Az elméleti fizika számára általában túl bonyolultak a nanorendszerek

A nanovilág számítógépes szimulációja segíthet!!!


A hull mcsomag dinamikai m dszer
A hullámcsomag dinamikai módszer

Bejövő

hullámcsomag

Szórt

hullámcsomag

Szóráskísérlet

a számítógépben

Rendszer

Abs(Psi)2


Az alag tjelens g a hull mcsomag dinamik ban
Az alagútjelenség a hullámcsomag dinamikában

A r(x,y;t)megtalálási valószínűség


Stm alagutaz s modellez se
STM alagutazás modellezése

Szén nanocsővek


Stm modell
STM modell

STM tű

nanocső

hordozó

Akkor mérünk alagútáramot, ha az elektron a tűből a mintába alagutazik.

Az elektronnak keresztül kell mennie a nanocsövön.


Egy szintfel let id fejl d se
Egyszintfelületidőfejlődése

STMtű

nanocső

hordozó

  • Az elektron a tűből indul

  • A szintfelület ábrázolási dobozon belüli részét látjuk.

Click into image to start animation


Web schr dinger
Web-Schrödinger

Web browser

Clientcomputer

Internet

Web browser

Web server

Internet

Clientcomputer

Calculation

server

Internet

Web browser

Clientcomputer

Internet

Web browser

Clientcomputer


Web schr dinger haszn lata
Web-Schrödinger használata

  • Potenciál megadása

  • Kezdő Y hullámfüggvény megadása

  • Y időfejlődés kiszámolása (szerver)

  • Időfejlődés ábrázolása




Tov bbi tudnival k az alagutaz sr l
További tudnivalók az alagutazásról

Dávid Gyula (DGy) előadása azELTE „Atomoktól a Csillagokig” sorozatában

A fóliák és a videofelvétel elérhető itt:

http://www.atomcsill.elte.hu/program/kivonat/2009-2010/3