Kropka kwantowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Kropka kwantowa – niewielki obszar przestrzeni ograniczony w trzech wymiarach barierami potencjału, nazywany tak, gdy wewnątrz uwięziona jest cząstka o długości fali porównywalnej z rozmiarami kropki. Oznacza to, że opis zachowania cząstki musi być przeprowadzony z użyciem mechaniki kwantowej.

Półprzewodniki − najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10 do 10 S/cm) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.Mechanika kwantowa (teoria kwantów) – teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Poszerza zakres mechaniki na odległości czasoprzestrzenne i energie, dla których przewidywania mechaniki klasycznej nie sprawdzały się. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna.

Ograniczenie ruchu cząstki w trzech wymiarach oznacza kwantyzację w każdym z poszczególnych kierunków. Prowadzi to do sytuacji, gdy cząstka może znajdować się jedynie w pewnych stanach kwantowych, określonych równaniem Schrödingera. Tylko dobrze określone, dyskretne poziomy energetyczne mogą być zajęte przez cząstkę. Z tego powodu kropki kwantowe nazywa się czasem sztucznymi atomami.

Uniwersytet Kalifornijski w Davis (University of California, Davis), skrótowo nazywany UCD lub UC Davis – jeden z uniwersytetów wchodzących w skład Uniwersytetu Kalifornijskiego. Litografia (zob. lit) — technika graficzna zaliczana do druku płaskiego, gdzie rysunek przeznaczony do powielania wykonuje się na kamieniu litograficznym, także odbitki wykonane tą techniką.

Badania[ | edytuj kod]

Na początku lat siedemdziesiątych, prawie równocześnie w IBM oraz AT&T Bell Laboratories, wykonano pierwsze studnie kwantowe – struktury o liczbie wymiarów ograniczonej do dwóch. Ograniczenie ruchu nośników prądu w jednym kierunku w sposób naturalny powstaje w układzie, będącym tzw. heterostrukturą półprzewodnikową, składającą się z bardzo cienkiej warstwy (o grubości mniejszej niż długość fali materii typowego elektronu) półprzewodnika o małej wzbronionej przerwie energetycznej (obszar studni kwantowej), umieszczonej między dwiema warstwami wytworzonymi z materiału o dużej przerwie wzbronionej (tworzącymi obszary barier kwantowych). Ze względów energetycznych elektron przebywać może tylko w środkowym obszarze przestrzennym heterostruktury. Jego ruch w kierunku prostopadłym do płaszczyzny heterostruktury jest skwantowany, natomiast w jej płaszczyźnie jest kwaziswobodny. Głębokość takiej studni oraz jej szerokość określają dozwolone wartości energii nośników w niej uwięzionych. Parametrami tymi możemy sterować w przypadku technologii półprzewodnikowej poprzez kontrolę nad grubością materiału tworzącego studnie i składem materiału tworzącego bariery (czyli ułamkiem molowym x w przypadku barier z Ga(1-x)AlxAs). Obecnie stanowi to podstawę inżynierii elektronicznej. Poprzez dobór np. szerokości studni kwantowych, a więc efektywnej wymiarowości nośników, możemy wybierać długość fali światła emitowanego w akcie luminescencji w sposób pożądany w danym przyrządzie.

Diagnostyka medyczna (z gr. διαγνωστικός diágnōstikós, umiejący rozpoznawać) – nauka o sposobach rozpoznawania chorób. Epitaksja z wiązek molekularnych (ang. Molecular Beam Epitaxy (MBE)) - proces osadzania cienkich warstw półprzewodnikowych z wiązek molekularnych (lub atomowych) w ultrawysokiej próżni (p ≤10 Pa). Metoda została opracowana pod koniec lat 60 ubiegłego wieku w Bell Telephone Laboratories przez J.R. Arthura i Alfreda Y. Cho. Obecnie MBE jest jedną z najszerzej stosowanych technologii wzrostu cienkich warstw półprzewodników, metali, izolatorów i nadprzewodników, zarówno w badaniach jak i w produkcji na skalę przemysłową.

Na początku lat osiemdziesiątych, dalszy rozwój technologii, a zwłaszcza bardzo precyzyjnych technik litograficznych, umożliwił związanie elektronów w strukturze kwazijednowymiarowej, czyli tzw. drucie kwantowym. Druty kwantowe wykonuje się w postaci miniaturowych pasków wytrawionych w próbce zawierającej studnię kwantową. Ze względu na ograniczone możliwości litografii ich wymiary poprzeczne (10-500 nm) są zwykle wyraźnie większe niż grubość studni.

Klaus von Klitzing (ur. 28 czerwca 1943 w Środzie Wielkopolskiej koło Poznania) - fizyk niemiecki, laureat Nagrody Nobla.Kwantowe zjawisko Halla, kwantowy efekt Halla – zjawisko fizyczne mające te same podstawy co klasyczne zjawisko Halla, ale występujące w niższych temperaturach i silniejszych polach magnetycznych.

Całkowite zamrożenie swobodnego ruchu elektronów przez zamknięcie ich w kwazizerowymiarowej kropce kwantowej jako pierwszym powiodło się naukowcom z Texas Instruments Incorporated. W 1986 grupa Reeda opisała kwadratową kropkę kwantową o boku długości 250 nm, wytrawioną litograficznie. Niedługo później pojawiły się kolejne prace opisujące wykonanie tego typu kropek w innych ośrodkach. Średnice opisywanych kropek były już znacznie mniejsze i wynosiły 30-45 nm.

Biblioteka Narodowa Izraela (hebr. הספרייה הלאומית; dawniej: Żydowska Biblioteka Narodowa i Uniwersytecka, hebr. בית הספרים הלאומי והאוניברסיטאי) – izraelska biblioteka narodowa w Jerozolimie.Daniel Chee Tsui (chiń.: 崔琦; pinyin: Cuī Qí; ur. 28 lutego 1939 w prowincji Henan) - amerykański fizyk, pochodzenia chińskiego, laureat Nagrody Nobla.

Badania układów o obniżonej wymiarowości przyniosły szereg nieoczekiwanych odkryć, które znalazły uznanie wyrażone przez przyznanie najbardziej prestiżowych nagród: Nagroda Nobla dla Klausa von Klitzinga w 1986 roku za odkrycie całkowitego kwantowego zjawiska Halla w kwazidwuwymiarowym gazie elektronowym w strukturach MOS (metal-tlenek-półprzewodnik) oraz Nagroda Nobla dla Horsta Störmera, Daniela Tsui i Roberta Laughlina w 1998 roku za odkrycie i wytłumaczenie teoretyczne ułamkowego kwantowego efektu Halla.

Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców. Cząstka w pudle potencjału – zagadnienie z dziedziny mechaniki kwantowej opisujące zachowanie cząstki w obecności ograniczających jej ruch nieskończonych barier potencjału. Cząstka w pudle potencjału jest szczególnym przypadkiem szerszego problemu cząstki w studni potencjału.


Podstrony: 1 [2] [3]




Warto wiedzieć że... beta

Nanometr (symbol: nm) – podwielokrotność metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Jest to jedna miliardowa metra czyli jedna milionowa milimetra. Jeden nanometr równa się zatem 10 m. W notacji naukowej można go zapisać jako 1 E-9 m oznaczający 0,000 000 001 × 1 m. Rzadko stosowana jest również stara nazwa milimikron.
Ułamek molowy jest to rodzaj miary stężenia, który jest stosunkiem liczby moli danego składnika mieszaniny lub roztworu do sumy liczby moli wszystkich składników.
Fale materii, fale de Broglie’a, przez autora nazwane początkowo falami fazy (l’onde de phase) – alternatywny w stosunku do klasycznego (czyli korpuskularnego) sposób opisu obiektów materialnych. Według hipotezy de Broglie’a dualizmu korpuskularno-falowego każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby: jako zbiór cząstek albo jako fala. Obserwuje się efekty potwierdzające falową naturę materii w postaci dyfrakcji cząstek elementarnych, a nawet całych jąder atomowych.
Cząstka – bardzo mała ilość (pyłek, okruch) lub stosunkowo niewielka część większej całości (Galaktyka jest cząstką kosmosu). W naukach przyrodniczych (fizyka, chemia) cząstka oznacza mały fragment materii (np. cząstka kurzu), który ma zwarty kształt, w odróżnieniu od nici czy włókna.
Robert Betts Laughlin (ur. 1 listopada 1950 w Visalia w Kalofirnii) - profesor fizyki oraz fizyki stosowanej na amerykańskim uniwersytecie Stanforda, który wraz z Horstem L. Störmerem i Danielem C. Tsui otrzymał w 1998 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wyjaśnienie ułamkowego efektu kwantowego Halla.
Poziom energetyczny - energia stanu dostępnego dla cząstki. Poziom może być zdegenerowany, jeśli dana wartość energii cechuje więcej niż jeden stan kwantowy.
Stan kwantowy — informacja o układzie kwantowym pozwalająca przewidzieć prawdopodobieństwa wyników wszystkich pomiarów, jakie można na tym układzie wykonać. Stan kwantowy jest jednym z podstawowych pojęć mechaniki kwantowej.

Reklama