Реферат: Туннельный эффект в химии, физике - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Туннельный эффект в химии, физике

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 199 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

31 Калининградский Государственный Университет Химический факульт ет Кафедра неорганической и аналитической химии Туннельный эффект в химии , физике ( РЕФЕРАТ ) Исполнитель : Чивчиш К . Э Студентка химического факультета в /о 4 курс Руководитель : Кузин Э . Л. К алининград 2002г Содержание ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….… 4 1. ТЕОРИЯ ТУННЕЛЬНОГО ЭФФЕКТА…………………………………… ................5 2. ТУННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ В ХИМИИ………………………………………….…… 6 2.1. Туннельные химические реакции…………………………………………… ........6 2.2. Туннельный эффект при синтезе ядер тяжёлых элементов…………………...… 8 2.3. Новые методы исследования вещества………………………………………… ....9 3. ТУННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ В ФИЗИКЕ…………………………………………… ...12 3.1. Туннелирование электронов в твёрдых телах……………………………..…… 12 3.2. Квантовые транзисторы …………………………………… …………………… .13 3.3 Туннельный диод……………………………………………………………….… 13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………… .. ………………...… ...15 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………...………………… .16 ПРИЛОЖЕНИЕ …………………………………….…………………….…………… ..21 СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ С ТМ сканирующий туннельный микроскоп ТД туннельный диод АСМ - атомно-силовые микроскопы РЕФЕРАТ Данный реферат содержит текста 12 страниц , рисунков 12, таблиц 1, с писок использованной литературы 36 названий. Ключевые слова : туннельный эффект , туннельный диод , сканирующий микроскоп , потенциальный барьер , туннелирование. Реферат рассматривает всё многообразие использования туннельного эффекта : применение в физике , х имии. Ведение Тот , кто раньше овладеет нанотехнологией , займет ведущее место в техносфере следующего столетия. Э . Теллер (создатель атомной бомбы и один из авторов стратегической оборонной инициативы ) 70 лет назад наш соотечественник Г. А. Гамов впервые получил решения уравнения Шредингера , описывающие возможность преодоления частицей энергетического барьера даже в случае , когда энергия частицы меньше высоты барьера . Новое явление , называемое туннелированием , позволило объяснить многие экспериментально наблюдавшиеся процессы . Найденное решение позволило понять большой круг явлений и было применено для описания процессов , происходящих при вылете частицы из ядра, - основы атомной науки и техники . Многие считают , что за грандиозность резул ь татов его работ , ставших основополагающими для многих наук , Г. А. Гамов должен был быть удостоен нескольких Нобелевских премий . Развитие электроники подошло к использованию процессов туннелирования лишь почти 30 лет спустя : появились туннельные диоды , отк р ытые японским ученым Л. Есаки , удостоенным за это открытие Нобелевской премии . Еще через 5 лет Ю. С. Тиходеев (Foto_T), руководивший сектором физико-теоретических исследований в московском НИИ "Пульсар ", предложил первые расчеты параметров и варианты испо л ьзования приборов на основе многослойных туннельных структур , позволяющих достичь рекордных по быстродействию результатов . Спустя 20 лет они были успешно реализованы . В настоящее время процессы туннелирования легли в основу технологий , позволяющих опериро в ать со сверхмалыми величинами порядка нанометров (1нанометр =10 -9 м ). [1] 1. Теория туннельного эффекта Туннельный эффект — квантовое явление проникновения микро частицы из одной классически доступной области движения в другую , от делённую от первой поте нциальным барьером (рис .1.1).[2]. Если рассматривается микрообъект , например , электрон в потенциальной яме , то в отличие от классической механики существует конечная вероятность обнаружить этот объект в запрещенной области пространства , там , где его полная энергия меньше , чем потенциальная энергия в этой точке .[3] Вероятность обнаружения частицы в какой-либо точке пространства пропорциональна квадрату модуля волновой функции . При подлёте к потенциальному барьеру частица прой дёт сквозь него лишь с какой-то долей вероятности , а с какой-то долей вероятности отразится . Коэффициент туннелирования (прохождения , просачивания ) частицы через барьер D равен : D = e (-2 a / ћ )(2 m ( U 0- E ))Ѕ (1) где а – ширина барьера , U 0 – высота барьера. Главная особенность (1) заключается в том , что очень малая величина ћ (постоянная Планка ) стоит в знаменателе экспоненты , вследствие чего коэффициент т уннелирование через барьер классической частицы большой массы очень мал .[4] Чем меньше масса частицы , тем больше и веро ятность туннельного эффекта . Так , при высоте барьера в 2 эВ и ширине 10 - 8 см вероятность прохождения сквозь барьер для электрона с энер гией 1 эВ равна 0,78, а для протона с той же энергией лишь 3,6 10 -19 . Если же взять макроскопическое тело — шарик массой в 1 г, движущийся по горизонтальной поверхности с очень малой скоростью (кинетическая энергия близка к н улю ), то вероятность пре одоления им препятствия — лезвия бритвы толщиной 0,1 мм, выступаю щего над горизонтальной поверхно стью на 0,1 мм, равна 10 -26 . Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер можно пояснить и с помощью соотношения неопределённо стей . Неопределённость импульса р на отрезке х , равном ширине барь ера а , составляет : р > ћ /а . Связан ная с этим разбросом в значениях импульса кинетическая эне ргия ( р ) 2 /2 m 0 может оказаться достаточ ной для того , чтобы полная энергия частицы оказалась больше потенци альной . [2]. 2 Туннельный эффект в химии 2.1. Туннельные химические реакции Для химии наиболее интересным является туннелирование более тяжелых объектов - атомов и групп атомов . Одним из первых экспериментальную проверку эффектов туннелирования на примере реакций переноса протона (кислотно-основных реакций ) предпринял Р.Белл . В нашей стране экспериментальное и теорети ческое рассмотрение процессов туннелирования в химии связано с именем В.И.Гольданского . Экспериментально процессы туннелирования регистрируются в основном двумя методами . Кинетический метод основан на регистрации перехода между двумя состояниями молекуляр н ой системы , разделенными энергетическим барьером . Спектроскопический подход к экспериментальному изучению туннельных процессов основан на эффекте туннельного расщепления энергетических уровней. Приведем примеры экспериментального наблюдения туннелирования в химии. 1. Одним из наиболее широко известных примеров туннельного процесса является инверсия аммиака (Рис . 2..1.1). 2. Другим хорошо изученным туннельны м процессов является внутримолекулярный туннельный перенос атома водорода в малоновом альдегиде в его енольной форме (Рис .2.1.2). 3. Примером туннельного протекания химической реакции является процесс полимеризации формальдегида при гелиевых температурах : H ( OCH 2 ) n + + OCH 2 H ( OCH 2 ) n OCH 2 + 4. Туннельным образом может протекать реакция отрыва атома водорода типа : CH 3 . + CH 3 OH CH 4 + . С H 2 OH Приведенные примеры показывают , что туннельные процессы в явном и ярком виде наблюдаются в эксперименте при низких , чаще всего гелиевых , температурах . Это , однако , не означает , чт о туннельные процессы не происходят при более высоких температурах . При высоких температурах число частиц с энергией , превышающей высоту барьера , велико , вероятность преодолеть барьер для них также велика , и , таким образом , они вносят основной вклад в ско р ость реакции . Это случай классического надбарьерного протекания реакции . При понижении температуры энергия частиц уменьшается . В пределе при T 0 все частицы имеют энергию нулевых колебаний , т.е . находятся вблизи дна потенциальной ямы . Реакция в этом случае протекает только туннельным образом , преодолевая барьер в его самой широкой части .[3] Недавно предложенное двухуровневое приближение для моделирования реакции Дильса-Альдера с применением вариационной теории переходного состояния , включающей многомерное туннелирование , применено для изучения реакции этилена с 1,3-бутадиеном . [5] Изучение туннельного эффекта позволяет установить не только высоту потенциального барьера Е а , которую можно получить и из высокотемпературных измерений , но и его форму , так как от нее зависит вероятность туннелирования . Изучение туннельного эффекта позволяет уста новить такую важную характеристику , как рельеф потенциальной энергии реагирующей системы . Туннельный эффект в химических реакциях проявляется , кроме того , в сильной изотопической зависимости скорости реакций .[4] Были проанализированы вторичные изотопные э ф фекты в ряде реакций элиминирования . Особое внимание уделено вкладу туннелирования атома водорода , который не перемещается , но присоединён к тому атому углерода , от которого переносится другой атом водорода , в аномальную температурную зависимость изотопно г о эффекта и в неаддитивность изотопных эффектов в случае множественного изотопного замещения [6]. Синтезированы [ Мо 12CdP8 Х 62]Cd3[N(C НЗ )4] • 1OH20 (I), [Мо 12 Cd Р 8Х 62]С d [ N (СНЗ )4]2(Н 3О )6*5Н 20 (11), [Мо 12С d Р 8Х 62] Cd 2[ NH З ( C Н 2)8) N НЗ ]3 • 7.3 H 20 (III). [Мо 12 Z пР 8Х 62] Z п 2[ N НЗ (СН 2)8 N НЗ ](НЗ O )4*8Н 20 (IV). Проведен Р C Т A I-1V (л M о , З у- отражений 4063, 4355, 7006, 3415, R 0,058, 0,036, 0,036, 0,055). [7] Проведены измерения обратных ВАХ контактов металл - GaAs с барьером Шотки . [8] [9] Оценены электрохимические /каталитические свойства определенных атомных ансамблей на атомарно плоских PdA u (111) электродах с различной стехиометрией поверхности , полученных контролируемым электроосаждением на Au(111). [ 10 ] 2.2 Туннельный эффект при синтезе ядер тяжёлых элементов Термоядерная реакция — это реакция синтеза тяжёлых ядер из более лёгких . В таких реакциях может выделяться очень большая энергия . Если бы удалось объединить в ядро гелия четыре протона : 4H 1 1
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Включила дуру. Выключить не могу. День не могу... Второй не могу... А потом смотрю... Жизнь-то моя налаживаться начала!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru