слайд 4.3 Электроны проводимости и дырки

• Находясь в периодическом потенциале кристалла, электрон рассматривается как квазичастица, эффективная масса корой может значительно отличаться от массы покоя электрона.

• Дырка – незаполненная валентная связь, которая проявляет себя как положительный заряд, по абсолютной величине равный заряду электрона.

23 слайд 4.4 Полярон

Понятие о поляроне введено советским физиком Пекаром в 1946 году.

Теория полярона началась с идеи Ландау, который, используя результат Пайерла о стационарных состояниях, рассмотрел автолокализацию электронов в решетке за счет поляризации. Затем теорию полярона развивали Пекар, Фрёлих и Фейнман

Существует два типа поляронов. Один из них порожден электронами, другой – дырками, массы их несколько различаются. Принято различать поляроны большого радиуса, когда эффективный радиус поляризованной области гораздо больше постоянной решетки и поляроны малого радиуса, когда эффективный радиус сравним с постоянной решетки или меньше ее.

Введение понятия полярон позволило объяснить некоторые свойства диэлектриков и полупроводников.

Слайд 4.5 Экситоны

Экситон (от лат. «эксито» - «возбуждаю») – квазичастица, представляющая собой электронное возбуждение в диэлектрике, полупроводнике или металле, мигрирующее по кристаллу и не связанное с переносом электрического заряда и массы.

Представление об экситонах было введено Я.И. Френкелем в 1931 году.

Слайд 4.6 Магнон

Магнон – квазичастица, соответствующая элементарному возбуждению системы взаимодействующих спинов, то есть, магнон соответствует кванту спиновых волн в магнитоупорядоченных средах.

Концепция магнона была введена в 1930 году Феликсом Блохом (английским физиком) для количественного объяснения феномена уменьшения спонтанной намагниченности в ферромагнетиках.

Существование магнонов было продемонстрировано и доказано в ферромагентиках, ферримагнетиках и антиферромагнетиках в 1957 году Бертрамом Брокхаузом

Слайд 4.7 Плазмоны

Плазмон (иначе квант плазменных колебаний) – квазичастица, отвечающая квантованию плазменных колебаний, которые представляют собой коллективные колебания плотности заряда свободного электронного газа.

Слайд 4.7 Плазмоны

• Термин «плазмон» был введён в 1952 году американскими физиками Дэвидом Пайнсом и Дэвидом Бомом.

Слайд 4.7 Плазмоны

Объемные плазмоны описывают колебания электронов внутри ионной решетки кристалла.

Поверхностные плазмоны – это кванты колебаний плотности свободных электронов металла, распространяющихся только вдоль его границы с диэлектриком.

Слайд 4.8 Поляритоны

Поляритон – составная квазичастица, возникающая при взаимодействии фотонов с электронными возбуждениями среды – оптическими фононами, экситонами, плазмонами, магнонами.

Слайд 4.8 Поляритоны

• Впервые спектр поляритона был рассмотрен советским физиком Кириллом Толпыго в 1950 году.

Слайд 4.9 Куперовская пара

• Куперовская пара представляет собой два электрона с противоположными импульсами и, следовательно, с нулевым полным импульсом, связанных за счет испускания и поглощения фонона.

• Ввел понятие Леон Купер в 1956 году.

Слайд 4.10 Флуктуоны и фазоны

Флуктуон – составная частица, образованная в среде электроном, локализованным в потенциальной яме.

Фазон - это флуктуон, сопровождающийся изменением фазы.

Слайд 4.11 Спиноны, хононы, орбитоны

• Существование было предсказано в 1980 году.

• Хонон переносит только заряд, в то время как спинон переносит только спин, орбитон определяет орбитальное положение электрона.

• Увидеть спиноны и холоны удалось в 2009 году, хотя разделили электрон еще в 1996 году.

Слайд Заключение

Наноиндустрии придается значительная роль.

Использование нанотехнологий приводит к прогрессу прежде всего в сфере энергетики, в том числе солнечной, электроники, биологии, медицины.

Изучение, развитие и практическое применение наноматериалов и нанотехнологий позволит улучшить качество и увеличить продолжительность жизни людей, повысить производительность труда, оптимизировать распределение и использование ресурсов.