Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Utazások alagúteffektussal Vancsó Péter, Márk Géza István MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet, Budapest

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Utazások alagúteffektussal Vancsó Péter, Márk Géza István MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet, Budapest"— Előadás másolata:

1 Utazások alagúteffektussal Vancsó Péter, Márk Géza István MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet, Budapest

2

3 A potenciális energia (1) Klasszikus mechanikában: ha ismerjük az F erőteret, ki tudjuk számítani a tömegpont gyorsulását az F=ma mozgásegyenletből.

4 A potenciális energia (2) Konzervatív erőtér esetén („ha nincs súrlódás”): E mech = E mozg + E pot x E pot E mech E mozg

5 A potenciális és a kinetikus energia játéka Click into image to start animation

6 Klasszikusan tiltott tartomány x E pot E mech E mozg Az E pot >E mech tartományba nem tud behatolni a részecske, mert a tartomány szélén E mozg =0, v=0, tehát visszafordul!

7 Az alagútjelenség Nem tud átjutni a falon – klasszikus mechanika Át tud jutni a falon – kvantummechanika Az alagutazás valószínűsége Makroszkopikus testekre PICI Nanoméretű testekre NAGY

8 Alagútjelenség: példa (1) Mivel a fémfelületen oxidréteg van (szigetelő), a klasszikus mechanika szerint nem tudna áram folyni! De a kvantummechanika megmutatja, hogy a vékony oxidrétegen át tudnak alagutazni az elektronok – folyik az áram!

9 Alagútjelenség: példa (2) A Napban az energiát hidrogén fúzió termeli, ehhez kezdetben két hidrogén atommag egyesül, majd végül hélium keletkezik és energia. De az atommagok pozitív töltése taszítja egymás: a magok nem tudnak elég közel jutni egymáshoz – a Napban ehhez nincs elég meleg! Segít az alagúteffektus! Click into image to start animation

10 Alagútjelenség: példa (3) A flash memória alagúteffektussal működik

11 Méretskálák

12 A fizika skálái 1 Angstrom = m10 millió km = m1 m 1 femto sec = s31 millió év = s1 s TÉR IDŐ KvantumKlasszikus TÖRVÉNYEK

13 Mivel tudunk vizsgálódni a nanométeres tartományban? Pásztázó alagút mikroszkóp (STM) Nobel díj: 1986 Click into image to start animation

14 „Legó” atomokkal

15 Kvantummechanika szemléltetése: kétréses kísérlet – klasszikus eset Teniszlabda

16 Kvantummechanika szemléltetése: kétréses kísérlet – kvantumos eset Fluoreszkáló ernyő Ezekre a helyekre sose megy az elektron! Középre is jut részecske! Ezekre a helyekre sose megy az elektron! Elektron forrás Akadály két nyílással

17 Az anyag hullámtermészete

18 A hullámfüggvény hullámfüggvény helyvektor idő A kvantummechanikai hullámfüggvény azt határozza meg, adott helyen és adott időpontban mekkora valószínűséggel és milyen fázissal található meg a részecske.

19 Schrödinger egyenlet: a kvantummechanika mozgásegyenlete hullámfüggvény helyvektor idő idő deriválás Hamilton operátor A nanovilág számítógépes szimulációja segíthet!!! Az elméleti fizika számára általában túl bonyolultak a nanorendszerek

20 Szóráskísérlet a számítógépben Bejövő hullámcsomag Szórt hullámcsomag A hullámcsomag dinamikai módszer Rendszer Abs(Psi) 2

21 Az alagútjelenség a hullámcsomag dinamikában A  (x,y;t) megtalálási valószínűség

22 STM alagutazás modellezése Szén nanocsővek

23 STM modell STM tű nanocső hordozó Akkor mérünk alagútáramot, ha az elektron a tűből a mintába alagutazik. Az elektronnak keresztül kell mennie a nanocsövön.

24 Egy szintfelület időfejlődése Egy szintfelület időfejlődése  Az elektron a tűből indul j A szintfelület ábrázolási dobozon belüli részét látjuk. STM tű nanocső hordozó Click into image to start animation

25 Web-Schrödinger Web server Calculation server Web browser Client computer Web browser Client computer Web browser Client computer Web browser Client computer Internet

26 Web-Schrödinger használata §Potenciál megadása  Kezdő  hullámfüggvény megadása   időfejlődés kiszámolása (szerver) §Időfejlődés ábrázolása

27 Web-Schrödinger példa

28

29 További tudnivalók az alagutazásról Dávid Gyula (DGy) előadása az ELTE „Atomoktól a Csillagokig” sorozatában A fóliák és a videofelvétel elérhető itt:

30 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Utazások alagúteffektussal Vancsó Péter, Márk Géza István MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet, Budapest"

Hasonló előadás


Google Hirdetések