Fyzika kondenzovaného stavu

Prezentace na téma: "Fyzika kondenzovaného stavu"— Transkript prezentace:

1 Fyzika kondenzovaného stavu
9. přednáška

2 Měrný elektrický odpor
Matthiessenovo pravidlo L – měrný odpor způsobený tepelnými fonony i – měrný odpor způsobený rozptylem elektronových vln na statických poruchách mříže

3 Kvantování kmitů mříže
elastické vlny v krystalu jsou reprezentovány fonony tepelné kmity v krystalech  tepelně excitované fonony - energie elastického módu s frekvencí  - energie krystalu - fonon  kvazičástice podléhající B-E statistice

4 Tepelná vodivost Tepelný odpor: Qx – hustota tepelného proudu
K – tepelná vodivost Tepelný odpor: plyn: fononový plyn: r – rozptyl nositelů proudu navzájem h – rozptyl na hranicích krystalu p – rozptyl na příměsích a na poruchách mřížky frekvence polarizace

5 Reversní rozptylové děje
- příčina tepelného odporu (Peierls) Srážka dvou fononů: n – vektor s celočíselnými složkami n=0  nedochází ke změně toku energie n0  reversní děj

6 Transport tepla v krystalech
fonony fotony volné elektrony (volné díry) páry elektron-díra excitony (vázané páry elektron-díra) KOVY - největší podíl na tepelné vodivosti mají elektrony NEKOVY - fonony - při vysokých teplotách mohou být dominantní fotony

7 Tepelná roztažnost a vodivost
Idealizovaná teorie kmitů mříže (omezení se na kvadratické členy rozvoje EP)  - neexistuje tepelná roztažnost - adiabat. a izotermické elastické konstanty jsou stejné - elastické konstanty nazávisí na p, T - měrné teplo při vysokých teplotách je konstantní - mřížkové vlny navzájem neinteragují nic z toho ve skutečných krystalech neplatí

8 Tepelná roztažnost klasický oscilátor popisující dvojici atomů
vliv anharmonických členů v EP na jejixh střední vzdálenost asymetrie vzájemného odpuzování atomů změkčení kmitů při velkých amplitudách

9 Binární fázové diagramy
FÁZE – část termodynamické soustavy, která (nepůsobí-li vnější síly) je fyzikálně i chemicky homogenní a od ostatních částí soustavy je oddělena ostrým rozhraním fáze  skupenství ! SLOŽKA – chemické „individuum“, které je složkou fáze (lze nezávisle měnit koncentraci těchto individuí) POČET STUPŇŮ VOLNOSTI – počet nezávislých parametrů, které musíme udat, aby byl jednoznačně určen rovnovážný stav soustavy obsahující s složek a f fází

10 Gibbsovo fázové pravidlo
počet stupňů volnosti počet fází počet složek

11 Typy binárních slitin směs krystalů obou čistých prvků
směs krystalů tuhých roztoků obou prvků tuhý roztok obou prvků krystaly sloučenin obou prvků

12 Složky dokonale rozpustné v tekutém i tuhém stavu

13 Kovy v pevném stavu navzájem nerozpustné
např. olovo-antimon

14 Kovy v pevném stavu navzájem částečně rozpustné (eutektický diagram)
- dokonalá rozpustnost v tekutém stavu - částečná rozpustnost v tuhém stavu

15 Kovy v pevném stavu navzájem částečně rozpustné (peritektický systém)

16 Binární diagram soustavy Mg-Li
do 5,5 hm.% Li fáze  nad 11 hm.% Li fáze  kubická prostorově centrovaná (bcc) hexagonální (hcp)   

17 Železo - uhlík