1 / 30

Utazások alagúteffektussal

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

kaya
Download Presentation

Utazások alagúteffektussal

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. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Utazások alagúteffektussal Vancsó Péter, Márk Géza István MTA MűszakiFizikaiésAnyagtudományiKutatóintézet, Budapest http://www.nanotechnology.hu

  2. www.nanotechnology.hu

  3. A potenciális energia (1) Klasszikus mechanikában: ha ismerjük az F erőteret, ki tudjuk számítani a tömegpont gyorsulását az F=ma mozgásegyenletből.

  4. A potenciális energia (2) Konzervatív erőtér esetén („ha nincs súrlódás”):Emech = Emozg + Epot Epot Emech Emozg x

  5. A potenciális és a kinetikus energia játéka Click into image to start animation

  6. 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!

  7. Az alagútjelenség Nem tud átjutni a falon – klasszikus mechanika Át tud jutni a falon – kvantummechanika Az alagutazás valószínűsége Makroszkopikus testekre PICI Nanoméretű testekre NAGY

  8. 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!

  9. 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

  10. Alagútjelenség: példa (3) A flash memória alagúteffektussal működik

  11. Méretskálák

  12. 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

  13. Mivel tudunk vizsgálódni a nanométeres tartományban? Click into image to start animation Pásztázó alagút mikroszkóp (STM) Nobel díj: 1986

  14. „Legó” atomokkal

  15. Kvantummechanika szemléltetése:kétréses kísérlet – klasszikus eset Teniszlabda

  16. 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

  17. Az anyag hullámtermészete

  18. 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.

  19. 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!!!

  20. A hullámcsomag dinamikai módszer Bejövő hullámcsomag Szórt hullámcsomag Szóráskísérlet a számítógépben Rendszer Abs(Psi)2

  21. Az alagútjelenség a hullámcsomag dinamikában A r(x,y;t)megtalálási valószínűség

  22. STM alagutazás modellezése Szén nanocsővek

  23. STM modell STM tű nanocső hordozó Akkor mérünk alagútáramot, ha az elektron a tűből a mintába alagutazik. Az elektronnak keresztül kell mennie a nanocsövön.

  24. Egyszintfelületidőfejlődése STMtű nanocső hordozó • Az elektron a tűből indul • A szintfelület ábrázolási dobozon belüli részét látjuk. Click into image to start animation

  25. Web-Schrödinger Web browser Clientcomputer Internet Web browser Web server Internet Clientcomputer Calculation server Internet Web browser Clientcomputer Internet Web browser Clientcomputer

  26. Web-Schrödinger használata • Potenciál megadása • Kezdő Y hullámfüggvény megadása • Y időfejlődés kiszámolása (szerver) • Időfejlődés ábrázolása

  27. Web-Schrödinger példa

  28. Web-Schrödinger példa

  29. 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

  30. Köszönöm a figyelmet!

More Related