Upload
louise
View
70
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Efekt Aharonova-Bohma. Plan prezentacji. Opis efektu Aharonova-Bohma Tło historyczne Zastosowania efektu A-B Chiralność i relacja dyspersyjna Wielościenne nanorurki węglowe (MWNT) Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT) Półprzewodnikowe SWNT Przewodnikowe SWNT Podsumowanie. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Efekt Aharonova-BohmaEfekt Aharonova-Bohma
Plan prezentacjiPlan prezentacji
Opis efektu Aharonova-BohmaOpis efektu Aharonova-BohmaTło historyczneTło historyczneZastosowania efektu A-BZastosowania efektu A-B Chiralność i relacja dyspersyjnaChiralność i relacja dyspersyjna Wielościenne nanorurki węglowe (MWNT)Wielościenne nanorurki węglowe (MWNT) Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT)Jednościenne nanorurki węglowe (SWNT)
Półprzewodnikowe SWNTPółprzewodnikowe SWNTPrzewodnikowe SWNTPrzewodnikowe SWNT
PodsumowaniePodsumowanie
Opis efektu Aharonova-BohmaOpis efektu Aharonova-Bohma
Cząstki „odczuwają” pole magnetyczne Cząstki „odczuwają” pole magnetyczne (elektryczne) nie występujące wzdłuż ich (elektryczne) nie występujące wzdłuż ich trajektorii trajektorii
Potencjał wektorowy A nabiera fizycznego Potencjał wektorowy A nabiera fizycznego znaczenia (a precyzyjniej calka z A po znaczenia (a precyzyjniej calka z A po trajektroriach – niezmiennicza względem trajektroriach – niezmiennicza względem cechowania)cechowania)
Nieskończony solenoidNieskończony solenoid
Przypadek bez pola magnetycznego:Przypadek bez pola magnetycznego:
Przypadek z polem magnetycznym:Przypadek z polem magnetycznym:
20
2
1 i
mH
2 2
1Aqi
mHM
)( 210 d
lxx
0xx
21
21 d d d 2
02
1
01 tortor
x
x
x
x
qqq kk
rArArA
)exp( tiikxA
))(exp( tikxiA
kx
x
q
0
d gdzie rA
Tło historyczneTło historyczne
1949 - Ehrenberg i Siday’a przewidzieli efekt A-B1949 - Ehrenberg i Siday’a przewidzieli efekt A-B1959 - praca Y. Aharonova i D. Bohma 1959 - praca Y. Aharonova i D. Bohma 1960 - doświadczalne potwierdzenie efktu A-B przez 1960 - doświadczalne potwierdzenie efktu A-B przez niezależne zespoły badawczeniezależne zespoły badawcze1978,1983 – zanegowanie wcześniejszych doświadczeń 1978,1983 – zanegowanie wcześniejszych doświadczeń - przenikanie pola magnetycznego poza solenoid- przenikanie pola magnetycznego poza solenoid1986 - A. Tonomura przeprowadza eksperyment z 1986 - A. Tonomura przeprowadza eksperyment z magnesem torusowym pokrytym materiałem magnesem torusowym pokrytym materiałem nadprzewodzącym (Nb) - ostateczny dowód na efekt A-Bnadprzewodzącym (Nb) - ostateczny dowód na efekt A-B1999 - A. Bachtold z grupą współpracowników na 1999 - A. Bachtold z grupą współpracowników na Uniwersytecie w Bazylei odkrył efekt A-B w nanorurkach Uniwersytecie w Bazylei odkrył efekt A-B w nanorurkach węglowych o średnicy 16 nmwęglowych o średnicy 16 nm
Nanorurki węgloweNanorurki węglowe
ChiralnośćChiralność
Relacja dyspersyjnaRelacja dyspersyjna
π●π○
0
2expexp
exp)(exp)exp(
ii
eii
deiide
ii
kLkL
SBkLrApkL
,20
nLk
0
1
nR
kR
nk
Nanorurki – zmiana typu Nanorurki – zmiana typu przewodnictwaprzewodnictwa
metalicznapółprzewodnikowa
SWNT i MWNTSWNT i MWNT
SWNT: SWNT: r~1nmr~1nm B~1000TB~1000T
MWNT: MWNT: r~10nmr~10nm B~10TB~10T
MWNTMWNT
Przesunięcie prążków interferencyjnych objawia się tym, Przesunięcie prążków interferencyjnych objawia się tym, że zmienia się opór elektryczny wzdłuż nanorurki jako że zmienia się opór elektryczny wzdłuż nanorurki jako funkcja pola magnetycznegofunkcja pola magnetycznegoPola magnetyczne rzędu 10T – dostępne labolatoryjniePola magnetyczne rzędu 10T – dostępne labolatoryjnie
SWNTSWNT
Półprzewodnikowe SWNTPółprzewodnikowe SWNT
Pola rzędu 1000T poza zasięgiem Pola rzędu 1000T poza zasięgiem laboratoriówlaboratoriów
Eksperymentalnie potwierdzone Eksperymentalnie potwierdzone występowanie efektu A-B przy polach występowanie efektu A-B przy polach ~10T - minimalne zmiany oporności przez ~10T - minimalne zmiany oporności przez co brak praktycznych zastosowańco brak praktycznych zastosowań
SWNT przewodnikowa (15,6)SWNT przewodnikowa (15,6)
Eksperyment potwierdza wystepowanie efektu Eksperyment potwierdza wystepowanie efektu A-B w SWNTA-B w SWNTDuże względne zmiany wysokości pików Duże względne zmiany wysokości pików przewodniościprzewodniościRelatywnie niewielkie pole magnetyczneRelatywnie niewielkie pole magnetyczne
SWNT przewodnikowa c.d.SWNT przewodnikowa c.d.
Efekt A-B Efekt A-B przesuwa przesuwa poprzeczne poprzeczne składowe pędu składowe pędu elektronówelektronówW wyniku tego W wyniku tego spada spada przewodniość i przewodniość i wzrasta minimalna wzrasta minimalna energia energia swobodnego swobodnego elektronuelektronu
Zastosowanie efektu A-B w NRZastosowanie efektu A-B w NR
MWNT MWNT teoretycznie możliwe konstuowanie elementów opartych o teoretycznie możliwe konstuowanie elementów opartych o
efekt A-Befekt A-B Wielkokrotnie większe od SWNTWielkokrotnie większe od SWNT Praktyczne zastosowanie nie w najbliższym czasiePraktyczne zastosowanie nie w najbliższym czasie
SWNT SWNT Brak zastosowań dla SWNT Brak zastosowań dla SWNT
półprzewodnikowych (za wysokie półprzewodnikowych (za wysokie wymagane pola)wymagane pola)
Przydatność SWNT Przydatność SWNT przewodnikowych niewykluczonaprzewodnikowych niewykluczona
Praktyczne zastosowanie nie w Praktyczne zastosowanie nie w najbliższym czasienajbliższym czasie
PodsumowaniePodsumowanie
Efekt A-B w bardzo obrazowy sposób ukazuje Efekt A-B w bardzo obrazowy sposób ukazuje nielokalność QMnielokalność QM
Eksperymenty potwierdziły występowanie efektu Eksperymenty potwierdziły występowanie efektu A-B i wykluczyły możliwość innej interpretacjiA-B i wykluczyły możliwość innej interpretacji
Efekt A-B w nanorurkachEfekt A-B w nanorurkach Temat bardzo ‘na czasie’Temat bardzo ‘na czasie’ Wiele eksperymentówWiele eksperymentów Brak praktycznych zastosowań w najbliższym czasieBrak praktycznych zastosowań w najbliższym czasie