Kateřina Klánová 26. května 2010 F4110: Kvantová fyzika atomárních soustav TUNELOVÝ JEV A ŘÁDKOVACÍ TUNELOVÝ MIKROSKOP.

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Základní škola a Mateřská škola Dobrá Voda u Českých Budějovic, Na Vyhlídce 6, Dobrá Voda u Českých Budějovic EU PENÍZE ŠKOLÁM Zlepšení podmínek.
Advertisements

Fyzika pro lékařské a přírodovědné obory Ing. Petr Vácha ZS – Struktura a vlastnosti plynů.
Experimentální metody oboru – Pokročilá tenzometrie – Měření vnitřního pnutí Další využití tenzometrie Měření vnitřního pnutí © doc. Ing. Zdeněk Folta,
KVANTOVÁ MECHANIKA. Kvantová mechanika popisuje pohyb v mikrosvětě vlnový charakter a pravděpodobnost výskytu částice rozdílné rovnice a zákony od klasické.
Sféry Země ZŠ Hejnice 2010 Mgr.Jan Kašpar. Sféra = vrstva, „obal“ Země Atmosféra – plynný obal Biosféra – živá hmota na Zemi Hydrosféra – vodní vrstva.
 Anotace: Materiál je určen pro žáky 9. ročníku. Slouží k naučení nového učiva. Popis principu elektromotoru, princip činnosti elektromotoru s komutátorem,
Funkce Lineární funkce a její vlastnosti 2. Funkce − definice Funkce je předpis, který každému číslu z definičního oboru, který je podmnožinou množiny.
EU peníze středním školám Název vzdělávacího materiálu: Kvantová čísla Číslo vzdělávacího materiálu: ICT9/1 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky.
Základní škola Ústí nad Labem, Anežky České 702/17, příspěvková organizace Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: „Učíme lépe a moderněji“
Struktura látek a stavba hmoty
Financováno z ESF a státního rozpočtu ČR.
Rozložení náboje na vodiči
Polovodiče typu N a P, Polovodičová dioda
Elektrické vodiče a izolanty
9.1 Magnetické pole ve vakuu 9.2 Zdroje magnetického pole
Vlnové vlastnosti částic
Ochutnej pyroelektrický náboj
Elektřina VY_32_INOVACE_05-25 Ročník: VIII. r. Vzdělávací oblast:
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně
Elektromotor a jeho využití
6. Elektrické pole - náboj, síla, intenzita, kapacita
Polovodiče typu N a P, Polovodičová dioda
Základní škola Ústí nad Labem, Anežky České 702/17, příspěvková organizace   Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: „Učíme lépe a moderněji“
Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno Číslo a název projektu: CZ.1.07/1.5.00/ – Investice do vzdělání nesou.
ELEKTŘINA VY_32_INOVACE_05-22 Ročník: VI. r. Vzdělávací oblast:
Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Elektrický proud
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně
Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Elektroskop a jednotka elektrického náboje Číslo DUM: III/2/FY/2/2/4 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická.
ATOM.
Fyzika pro lékařské a přírodovědné obory
ELEKTROTECHNICKÉ MATERIÁLY
Název školy: Gymnázium, Roudnice nad Labem, Havlíčkova 175, příspěvková organizace Název projektu: Moderní škola Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/
Výpočet neznámé veličiny z vybraných fyzikálních vzorců
Molekulová fyzika 3. prezentace.
KINETICKÁ TEORIE STAVBY LÁTEK.
Elektromagnetická slučitelnost
SŠ-COPT Uherský Brod Mgr. Anna Červinková 16. Jednoduché stroje
Základní škola a Mateřská škola Bílá Třemešná, okres Trutnov
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiálu
všechny animace a obrázky - archiv autora
Elektrický potenciál.
TLAK PLYNU Z HLEDISKA MOLEKULOVÉ FYZIKY.
jako děj a fyzikální veličina
Číslicové měřící přístroje
Změny skupenství Výpar, var, kapalnění
ELEKTRICKÝ PROUD.
zpracovaný v rámci projektu
CHVĚNÍ MECHANICKÝCH SOUSTAV.
Kmity.
KRYSTALICKÉ A AMORFNÍ LÁTKY
CHEMIE - Chemická vazba
Kvantová fyzika: Vlny a částice Atomy Pevné látky Jaderná fyzika.
Kde najdu informaci o teplotě tání a varu různých látek?
V IZOTROPNÉM PROSTŘEDÍ
Elektroskop. Jednotka elektrického náboje
Fyzika elektronového obalu
Kmity, vlny, akustika Část II - Vlny Pavel Kratochvíl Plzeň, ZS.
Kvantová fyzika: Vlny a částice Atomy Pevné látky Jaderná fyzika.
VLASTNOSTI KAPALIN
Elektroskop, jeho elektrování a uzemnění
ELEKTROTECHNICKÉ MATERIÁLY
ELEKTROSKOP = zařízení, které zjišťuje, zda má těleso el. náboj.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Molekulová fyzika Sytá pára.
Moment hybnosti Moment hybnosti L je stejně jako moment síly určen jako součin velikosti ramene d a příslušné veličiny (tj. v našem případě hybnosti p).
Název projektu: ZŠ Háj ve Slezsku – Modernizujeme školu
Název školy: Gymnázium, Roudnice nad Labem, Havlíčkova 175, příspěvková organizace Název projektu: Moderní škola Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/
Interference ze soustavu štěrbin Ohyb na štěrbině Optická mřížka
Struktura látek a stavba hmoty
3 Elektromagnetické pole
Transkript prezentace:

Kateřina Klánová 26. května 2010 F4110: Kvantová fyzika atomárních soustav TUNELOVÝ JEV A ŘÁDKOVACÍ TUNELOVÝ MIKROSKOP

OBSAH PREZENTACE Tunelový jev: 1.1. Potenciálová bariéra 1.2. Schrödingerova rovnice 1.3. Pravděpodobnost průchodu STM: 2.1. Základní princip 2.2. Piezoelektrický jev 2.3. Matematický princip mikroskopu 2.4. Historie a užítí

TUNELOVÝ JEV ‪rozložení potenciálu: 1.1. POTENCIÁLOVÁ BARIÉRA

1.2. SCHRÖDINGEROVA ROVNICE Vlnová rovnice: Hustota pravděpodobnosti: Schrödingerova rovnice: …řešení rovnice aplikujeme na potenciálovou bariéru

Potenciálová bariéra: 1) levá část: E p (x) = 0 2) uvnitř bariéry E p (x) = V 0 3) pravá část: E p (x) = 0

1) levá část: harmonický oscilátor 2) uvnitř bariéry: klesající exponenciela 3) pravá část: harmonický oscilátor se sníženou amplitudou

1.3. PRAVDĚPODOBNOST PRŮCHODU ‪Vypočítáme hustotu pravděpodobnosti. ‪Def: Koeficient průchodu T pro dopadající vlnu, který určuje pravděpodobnost, že dopadající elektron projde bariérou, tedy pravděpodobnost, že se uskuteční tunelování:

ŘÁDKOVACÍ TUNELOVÝ MIKROSKOP 2.1. ZÁKLADNÍ PRINCIP ‪STM = Řádkovací tunelový mikroskop ‪(z angl. Scanning Tunnelling Microscope) ‪Mapuje povrch vodivého vzorku pomocí změny průběhu potenciálu. ‪Z povrchu materiálu tunelují elektrony do hrotu mikroskopu. ‪Přesnost: 0.1 nm v xy-rovině a 0.01 nm do hloubky, můžeme tedy pozorovat atomy.

‪Hrot se pohybuje nad povrchem, mezi nimi je konstantní napětí. Vzdálenost hrotu od povrchu zde tvoří bariéru potenciální energie, kterou elektrony musí překonat při tunelování z materiálu do špičky. Proud tunelujících elektronů tedy exponenciálně klesá se vzdáleností.

Jak se hrot přesouvá po vzorku v rovině x-y, mění se hustota stavů a s ní i tunelovací proud Napětí mezi vzorkem a hrotem musí být konstantní Vždy se udržuje konstantní také proud tunelujících elektronů nebo výška hrotu nad povrchem, koriguje se to tím druhým faktorem

Tři kolmé křemenné tyče Kovová špička v průsečíku Proud elektronů tuneluje do hrotu Napětí mezi povrchem a hrotem se nemění Jakmile nastane tunelování, piezoelektrické převodníky posouvají hrot ve třech směrech.

‪= Krystal se v elektrickém napětí deformuje. ‪Výskyt pouze u krystalů, které nemají střed symetrie, jako třeba křemen v případě STM. ‪Princip: ‪Vnější elektrické pole způsobí vzdálení (resp. přiblížení) opačně nabitých částic, což vede k deformaci krystalu. ‪Popisuje se pomocí tenzorů, které přímo souvisí s tenzorem napětí PIEZOELEKTRICKÝ JEV (obrácený) ‪= Krystal se v elektrickém napětí deformuje. ‪Výskyt pouze u krystalů, které nemají střed symetrie, jako třeba křemen v případě STM.

2.3. MATEMATICKÝ PRINCIP STM ‪Průběh funkce: ‪Uvnitř bariéry: Rychlost poklesu proudu elektronů je exponenciálně závislá na vzdálenosti.

2.4. HISTORIE A UŽITÍ STM ‪Byl vynalezen roku 1986: ‪Gerd Binnig and Heinrich Rohrer ‪ Dodnes se běžně používá ke zkoumání povrchů ‪ pevných látek.

Atomy železa na stříbrném povrchu

Atomy uhlíku: grafitová deska

Kvantová past: atomy železa na měděném podkladu

Kateřina Klánová 26. května 2010 DĚKUJI ZA POZORNOST