|
Nanomateriallar
Agar modda hajmining bir, ikki yoki uch koordinata bo‘ylab nanometr shkalasigacha kamayishi bilan yangi sifat paydo bo‘lsa yoki bunday ob’ektlar tarkibida bu sifat paydo bo‘lsa, bu shakllanishlarni nanomateriallarga, va ularni ishlab chiqarish texnologiyalari va ular bilan keyingi ishlash - nanotexnologiyaga. Nano miqyosdagi yangi fizik hodisalarning aksariyati xatti-harakati kvant mexanikasi qonunlariga bo'ysunadigan zarrachalarning (elektronlar va boshqalar) to'lqin tabiatidan kelib chiqadi. Buni tushuntirishning eng oson yo'li yarimo'tkazgichlar misolida. Bir yoki bir nechta koordinatalarda o'lchamlar zaryad tashuvchilarning de-Broyl to'lqin uzunligiga teng va undan kichikroq bo'lsa, yarim o'tkazgich strukturasi rezonatorga aylanadi va zaryad tashuvchilarning spektri diskret bo'ladi. X-ray oynalari bilan ham xuddi shunday. X-nurlarini fazada aks ettirishga qodir qatlamlarning qalinligi nanometr oralig'ida. Boshqa hollarda, yangi sifatning paydo bo'lishi kamroq vizual hodisalar bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Ko'rinishidan, bu yondashuv nanomateriallar va ulardan foydalanishning mumkin bo'lgan sohalari haqida to'liq tasavvurga ega bo'lishga imkon beradi.
Yarimo'tkazgichli nanostrukturalar
"Zona muhandisligi" va "to'lqin funktsiyalari muhandisligi" usullaridan foydalanib, berilgan elektron spektrga va kerakli optik, elektr va boshqa xususiyatlarga ega bo'lgan kvant quduqli tuzilmalarni loyihalash mumkin. Shuning uchun ular instrumental ilovalar uchun juda qulaydir.
Kvant quduqlari. Bu atama zaryad tashuvchilarning bir yo'nalishdagi harakatining o'lchovli kvantlanishi mavjud bo'lgan tizimlarni bildiradi. Dastlab, kvant quduqlarining asosiy tadqiqotlari silikon MOS tranzistorlarining inversiya kanallarida olib borildi, keyinchalik va hozirgi kunga qadar geterostrukturadagi kvant quduqlarining xususiyatlari keng o'rganilmoqda. Kvant quduqlaridagi asosiy fizik hodisalar: elektron spektrning o'lchovli kvantlanishi, kvant Hall effekti (butun va kasr), maxsus tayyorgarlik bilan, elektronlarning juda yuqori harakatchanligi. Geterostrukturalarda kvant quduqlarini ishlab chiqarishning asosiy usullari metallorganik gaz epitaksisi va molekulyar nur epitaksisidir.
Asboblar qo'llanilishi: yuqori elektron harakatchanligiga ega yuqori chastotali dala effektli tranzistorlar, yarimo'tkazgichli heterolazerlar va yaqin infraqizil nurdan ko'k yorug'likgacha bo'lgan LEDlar, uzoq IQ lazerlari, o'rta IQ diapazonidagi parametrik yorug'lik manbalari, o'rta IQ diapazonidagi fotodetektorlar, uzoq-IQ diapazonidagi nopoklik fotodetektorlari, kvant Hall effektidagi uzoq-IQ qabul qiluvchilar, NIR modulyatorlari.
Kvant simlari Zaryad tashuvchilarning harakati ikki yo'nalishda kvantlangan tizimlardir. Birinchi kvant simlari kvant quduqlari asosida kvant qudug'i ustida joylashgan ikkita eshik yordamida potentsial relyef yaratish orqali amalga oshirildi. Kvant simlaridagi asosiy fizik hodisalar: o'tkazuvchanlikni kvantlash, yuqori korrelyatsiyali elektron tashish. Kvant simlarini ishlab chiqarishning asosiy usullari kvant quduqlari bilan bir xil, shuningdek, aniq qirqish yoki maxsus eshiklardan foydalanish. Hali instrumental ilovalar mavjud emas.
Kvant nuqtalari- zaryad tashuvchilarning harakati barcha uch yo'nalishda kvantlangan nanoob'ektlar. Ular diskret energiya spektriga (sun'iy atom) ega. Kvant nuqtalardagi asosiy fizik hodisalar: bir elektronli va bir fotonli hodisalar. Ishlab chiqarish usullari kvant quduqlari bilan bir xil, ammo agar Stranski-Krastanov mexanizmi orqali kvant nuqtalarining o'z-o'zidan o'sishi bo'lsa, rejimlar biroz farq qiladi. Yoki kvant quduqlaridan kvant nuqtalarini yaratish uchun aniq litografiyadan foydalaning.
Asboblarni qo'llash: yaqin infraqizil diapazondagi lazerlar va LEDlar, o'rta IQ diapazoni uchun fotodetektorlar, bitta fotonli qabul qiluvchilar, bitta fotonli generatorlar, bitta elektronli tranzistorlar.
Tunnel-shaffof to'siqlar bilan tuzilmalar(kvant quduqlari va super panjaralar tizimlari). Bunday tizimlardagi asosiy fizik hodisalar quyidagilardir: rezonansli tunnel; super panjaralarda miniband spektrining shakllanishi - tunnel-shaffof to'siqlar bilan ajratilgan ko'plab kvant quduqlarini o'z ichiga olgan davriy tizimlar; super panjaralardagi nochiziqli elektr va optik hodisalar. Ushbu tuzilmalarni etishtirish usullari kvant quduqlari bilan bir xil.
Asboblarni qo'llash: rezonansli tunnel diodlari (gigahertz va terahertz diapazonidagi generatorlar va mikserlar); super panjara ustidagi kuchli generatorlar va mikserlar: o'rta va uzoq infraqizil diapazonlarning kaskad lazerlari.
Fotonik kristallar- fotonlar uchun tarmoqli spektr mavjud bo'lgan tizimlar. Asosiy jismoniy hodisalar: yorug'likning ma'lum chastota diapazonida o'tkazilmasligi (to'liq aks etishi), rezonansli fotonik holatlar. Fotonik kristallarni yaratishning bir necha usullari mavjud, ammo ularning barchasi hali ham nomukammal.
Mumkin bo'lgan asboblar ilovalari: past chegarali oqimlarga ega samarali lazerlar, yorug'likni boshqarish tizimlari.
Do'stlaringiz bilan baham: |
