1 основные понятия

Вид материала

Документы

Содержание 2 Основные физические и химические явления и понятия в нанотехнологии

Подобный материал:

• Программа по дисциплине «прикладные протоколы интернет и www» по направлениям: «Математика., 234.28kb.
• Тема: Основные понятия и определения, 121.92kb.
• Тема: Основные понятия и определения, 164.71kb.
• Федеральный закон, 255.42kb.
• Основные математические понятия и факты Арифметика, 70.46kb.
• Федеральный закон, 690.72kb.
• План урока: Орг момент. Повторение изученного. Объявление темы. Изучение нового материала., 66.27kb.
• Статья Основные понятия Внастоящем модельном Кодексе используются следующие основные, 698.08kb.
• Лекция: Основные понятия информационной безопасности, 182.39kb.
• 1. Водное занятие. Основные понятия и термины музееведения, 171.51kb.

2 ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ В НАНОТЕХНОЛОГИИ

Абляция ablation	Унос вещества с поверхности твердого тела потоком горячего газа
Абляция лазерная laser ablation	Абляция, вызванная лазерным облуче­нием поверхности твердого тела.
Абляция ионная ion ablation	Абляция, вызванная ионным облучени­ем поверхности твердого тела.
Абляция электронная electron ablation	Абляция, вызванная электронным об­лучением поверхности твердого тела.
Аморфное вещество amorphous substance	Твердое вещество, характеризующиеся изотропией физических свойств и от­сутствием точки плавления. В отличие от кристаллического вещества , распо­ложение элементов структуры (атомов, групп атомов, молекул и т.п.) не обла­дает строгой периодичностью (отсутст­вует, так называемый, дальний поря­док), в то же время существует опреде­ленная согласованность в расположе­нии соседних структурных элементов {ближний порядок).
Ближний порядок short range ordering	Наличие пространственной корреляции элементов микроструктуры вещества (атомов, групп атомов, молекул и т.п.) в области с конечным радиусом корре­ляции (обычно несколько межатомных расстояний).
Гигантское магнетосопротивление giant magnetoresistance	Значительное уменьшение электриче­ского сопротивления наноматериала (до 1000 %)при действии магнитного поля, в то время, как сопротивление аналогичных массивных материалов изменяется незначительно.
Дальний порядок long range ordering	Наличие пространственной корреляции элементов микроструктуры вещества (атомов, групп атомов, молекул и т.п.) в пределах всего макроскопического образца, т.е. на расстояниях, значи­тельно превышающих межатомные расстояния.
Дифракция difraction	Явление отклонения от закона прямо­линейного распространения волн лю­бой природы
Дырка hole	Квазичастица, используемая для опи­сания электронной системы полупро­водников, полуметаллов и металлов, носитель тока с положительным заря­дом, равным по абсолютной величине заряду электрона. Спин дырки равен Vz, поэтому она подчиняется статистике Ферми-Дирака (фермион).
Зародышеобразование nucleation	Возникновение в расплаве дисперсных кристаллов, способных к дальнейшему росту.
Зона валентная valence band	Верхняя (по шкале энергий) зона из полностью заполненных электронами зон в твердом теле.
Зона запрещенная forbidden band	Расстояние (по шкале энергий) между соседними электронными зонами. В полупроводниках наибольшее значение имеет расстояние между потолком ва­лентной зоны (максимальное значение разрешенной энергии в этой зоне) и дном зоны проводимости (минималь­ное разрешенное значение энергии в этой зоне). Именно это значение обыч­но называют шириной запрещенной зоны полупроводника.
Зона проводимости conduction band	Нижняя (по шкале энергий) зона из пустых (незаполненных) зон в твердом теле.
Зона электронная, зона (в твердом теле) electron band, band	Область разрешенных энергий замет­ной ширины (в отличие от узкого энер­гетического уровня свободного атома или молекулы), возникающая из-за пе­рекрытия волновых функций вследст­вие близкого расположения атомов друг к другу в твердом теле. Электро­ны, находящиеся в пределах зоны мо­гут свободно перемещаться по кри­сталлу при наличии в этой зоне сво­бодных состояний (так называемая не­заполненная зона).
Интерференция interference	Взаимное ослабление или усиление двух (или большего числа) волн любой природы при их наложении друг на друга при одновременном распростра­нении в пространстве.
Катализ catalysis	Изменение скорости химической реак­ции при воздействии веществ (катали­заторов), которые участвуют в реакции, но не входят в состав продуктов.
Квазичастица quasi-particle	Элементарное возбуждение, фундамен­тальное понятие квантовой теории многих тел, радикально упрощающее физическую картину описания широ­кого круга процессов, в частности, в конденсированных средах.
Квантовая точка quantum dot	Квантовая структура, имеющая раз­мерность локализации равную 3.
Квантовая яма quantum well	Квантовая структура, имеющая раз­мерность локализации равную 1.
Квантово - размерный эффект quantum dimensional effect	Общее название для группы эффектов, возникающих как следствие сопоста­вимости области локализации волновой функции системы с геометрическими размерами этой системы.
Квантовый эффект quantum effect	Физический эффект (явление), являю­щийся следствием квантового характе­ра взаимодействия частиц в объекте и исчезающий при классическом пре­дельном переходе.
Квантовый эффект Холла quantum Hall effect	Макроскопический квантовый эф­фект, наблюдаемый при низких тем­пературах в тонком поверхностном слое полупроводника, помещенного в сильное магнитное поле , перпендику­лярное поверхности слоя. При этом со­противление, обусловленное эффектом Холла, в плоскости слоя принимает дискретные значения , а в перпендику­лярном направлении равно нулю.
Ковалентная связь covalent bond	Тип химической связи, характеризуе­мый увеличением электронной плотно­сти между химически связанными ато­мами по сравнению с распределением электронной плотности свободных атомов.
Комплексное соединение complex (coordination) compound	Химическое соединение, Содержащее-катионный, анионный или нейтраль­ный комплекс, состоящий из централь­ного атома (иона) и связанных с ним молекул или ионов (лигандов). Сино­ним: координационное соединение.
Кристалл crystal	Однородная, анизотропная по физиче­ским свойствам, симметричная конден­сированная среда, обладающая транс­ляционной упорядоченностью струк­турных элементов (атомов, групп ато­мов, молекул и т.п.) (наличие дальнего порядка).
Кристаллизация crystallization	Образование кристаллов из газа, рас­твора, расплава или кристалла другой структуры, состоит в укладке атомов, молекул или ионов в кристаллическую решетку.
Кристаллическая решетка crystal lattice	Присущее кристаллам регулярное рас­положение структурных элементов, ха­рактеризующееся периодической по­вторяемостью в трех измерениях. Яв­ляется математическим объектом, ис­пользуемым при описании свойств кристаллов.
Кристаллическая структура crystal(line) structure	Конкретное расположение структур­ных элементов (атомов, групп атомов, молекул и т.п.) в кристалле.
Кристаллическое вещество crystalline material	Конденсированное вещество, характе­ризующееся наличием в макроскопиче­ских областях дальнего порядка в рас­положении структурных элементов (атомов, групп атомов, молекул и т.п.). Макроскопические твердые вещества могут представлять собой множество отдельных, беспорядочно ориентиро­ванных мелких кристаллов (кристалли­тов) - поликристаллы, или весь макро­скопический образец может рассматри­ваться как единый кристалл - монокри­сталл. Кристаллическое вещество об­ладает конкретной точкой плавления.
Кулоновская блокада coulomb blockade	Явление отсутствия тока при приложе­нии напряжения к туннельному пере­ходу из-за невозможности туннелирования вследствие кулоновского отталкивания.
Куперовская пара superconducting pair	Связанная пара электронов с антипа­раллельными спинами. Возникновение куперовских пар происходит в резуль­тате обмена фононами при низких тем­пературах. Возникновением куперов­ских пар объясняется в рамках микро­скопической теории явление сверхпро­водимости.
Лиганд ligand	Нейтральная молекула, ион или ради­кал, связанный с центральным атомом комплексного соединения.
Межплоскостное расстояние interplanar spacing	Параметр кристаллической структуры равный расстоянию между соседними кристаллическими плоскостями.
Нейтрон neutron	Элементарная частица с нулевым электрическим зарядом и массой, не­значительно большей массы протона: mn ~ 1,675 -10"27 кг. Спин нейтрона ра­вен Уг, поэтому он подчиняется стати­стике Ферми-Дирака (фермион).
Нуклеация nucleation	В общем случае, возникновение обра­зований из однотипных объектов -атомов, молекул, кнастеров. Различа­ют гомогенную нуклеацию - образова­ние новой фазы в однородной среде, и гетерогенную - в которой роль инициа­тора процесса играет существовавшая ранее частица.
Обратная решетка reciprocal lattice	Математический объект, получаемый специальным преобразованием кри­сталлической решетки. Представляет собой также кристаллическую решет­ку. Понятие обратной решетки играет важную роль в задачах рассеяния излу­чения на пространственных структу­рах.
Параметр решетки lattice parameter	Расстояние между соседними узлами кристаллической решетки, измеренное вдоль выбранных направлений кри­сталлографической системы координат.
Протон proton	Элементарная частица, ядро атома водорода. Масса тр = 1,672614(14) • 10"27 кг. Электрический заряд - поло­жительный, равен элементарному электрическому заряду. Спин протона равен */2, поэтому он подчиняется ста- тистике Ферми-Дирака (фермион).
Размерность (нанообъекта) dimension, dimensionality, number of di­mensions	Число степеней свободы электронного газа в твердых нанообъектах (размер­ность делокализации) или число от­сутствующих степеней свободы, по сравнению с объемным объектом (раз­мерность локализации). Изменение числа степеней свободы обусловлено геометрическими размерами соответст­вующего объекта в различных измере­ниях.
Размерный эффект dimensional effect, size effect	Общее название для группы физиче­ских и химических эффектов (явлений), обусловленных линейным размером объекта.
Рост кристаллов crystal grown	См. кристаллизация
Сверхпроводимость superconductivity	Явление, заключающееся в том, что у многих химических элементов, соеди­нений, сплавов (называемых сверх­проводниками) при охлаждении до определенной, характерной для данно­го вещества, температуры, наблюдает­ся переход в так называемое сверхпро­водящее состояние,в котором электри­ческое сопротивление постоянному то­ку полностью отсутствует.
Синхротронное излучение synchroton radiation	Электромагнитное излучение, которое испускается заряженными частицами, движущимися по круговым орбитам с ультрарелятивистскими скоростями. В силу уникальных свойств - непрерыв­ного спектра от инфракрасной области до жесткого рентгеновского излучения, огромной яркости, превосходящей по величине на многие порядки лабора­торные источники рентгеновского из­лучения, высокой степени коллимации и поляризации. Синхротронное излу­чение активно используется во всем мире для решения широкого круга прикладных задач. Название связано с тем, что экспериментально такое излу­чение впервые наблюдалось в цикличе­ских ускорителях - синхротронах. Си­ноним: магнитотормозное излучение.
Температура Кюри Curie temperature	Температура фазового перехода, свя­занного с возникновением (разрушением) упорядоченного состояния в твер­дых телах. Чаще всего термин относит­ся к переходам в ферро- и ферримагнитное состояние и в сегнетоэлектрическое состояние.
Тормозное излучение bremsstrahlung	Электромагнитное излучение, испус­каемое заряженной частицей при ее рассеянии (торможении). Иногда к тормозному излучению относят также излучение релятивистских частиц, движущихся в макроскопических маг­нитных полях (в ускорителях, в косми­ческом пространстве) и называют его магнитотормозным или синхротронным излучением.
Трансляционная симметрия translation symmetry	Перенос структуры в пространстве на некоторое фиксированное расстояние, в результате чего структура совмеща­ется сама с собой.
Туннелирование, туннельный эффект tunneling; Esaki effect, tunnel(ing) effect, tunneling phenomenon	Квантовый переход системы через об­ласть движения, запрещенную класси­ческой механикой, например, прохож­дение частицы через потенциальный барьер, когда ее энергия меньше высо­ты барьера.
Уравнение Вульфа-Брэггов Bragg equation	Уравнение, описывающее дифракцию волн на структуре, обладающей транс­ляционной симметрией. Связывает угол между падающим и дифрагировавшим пучками с длиной волны излучения и межплоскостным расстоянием струк­туры. Широко используется для опре­деления параметров кристаллической структуры в рентгено-структурном анализе.
Фонон phonon	Квант колебаний атомов кристалличе­ской решетки
Фотон photon, quantum	Элементарная частица, квант электро­магнитного поля. Масса покоя фотона равна нулю, скорость равна скорости света. Спин фотона равен 1, поэтому он подчиняется статистике Бозе-Эйнштейна (бозон).
Химическая связь bond	Взаимодействие атомов, обусловли­вающее устойчивость молекулы или кристалла как целого.
Электрон electron	Элементарная частица, носитель от­рицательного элементарного электри­ческого заряда е ~1,6-10~19 Кл, масса покоя те ~ 9,1 10~31 кг. Спин электрона равен Уг, поэтому он подчиняется ста­тистике Ферми-Дирака (фермион).
Электронный парамагнитный резо­нанс, ЭПР electron paramagnetic resonance, EPR; electron spin resonance, ESR	Резонансное поглощение электронами, атомами , молекулами, дефектами структуры и пр. парамагнитными цен­трами электромагнитных волн радио­частотного диапазона. Синоним: элек­тронный спиновый резонанс.
Элементарная ячейка (кристалла) unit cell	Часть структуры кристалла, парал­лельными переносами которой (транс­ляциями) в трех измерениях можно по­строить всю кристаллическую решет­ку.
Элементарные частицы elementary particles, fundamental particles	Термин чаще всего употребляется для обозначения большой группы наблю­даемых частиц материи, подчиненных условию, что они не являются атомами или атомными ядрами, т.е. объектами заведомо составной природы (за ис­ключением случая протона - являю­щегося ядром водорода). В нанотехно-логии наиболее часто встречаются электроны, нейтроны, протоны, фо­тоны.
Элементарный электрический заряд elementary charge	Наименьший электрический заряд, по­ложительный или отрицательный, рав­ный по величине заряду электрона е = 1,6021892(46) • 10"19 Кл.
Эмиссия emission	В отечественной литературе - общий термин для явлений испускания кон­денсированными средами элементар­ных частиц, атомов, ионов, квантов электромагнитного излучения, звуко­вых волн, возникающих в результате внешнего воздействия.
Эмиссия автоэлектронная (полевая) field emission	Испускание электронов твердыми те­лами под действием сильного электри­ческого поля при комнатной темпера­туре.
Эмиссия вторичная secondary emission	Эмиссия частиц, однотипных с воздей­ствующими на конденсированную сре­ду, например вторичная электронная эмиссия - явление испускания конден­сированными средами электронов при воздействии на них потока электронов. Аналогично - вторично-ионная эмиссия.
Эмиссия термоэлектронная Edison effect, Richardson effect, filament emission, thermal electron [thermionic] emission	Испускание электронов нагретыми конденсированными средами. Обычно заметная термоэлектронная эмиссия возникает при температуре более 2000 К.
Эмиссия Шоттки Schottky emission	Испускание электронов твердыми те­лами под действием сильного электри­ческого поля при температуре катода около 700 К.
Энергия Ферми (уровень Ферми) Fermi energy	Энергия, ниже которой все состояния частиц или квазичастиц для системы, подчиняющейся статистике Ферми-Дирака заполнены, а выше - пусты. Для идеального газа частиц-фермионов энергия Ферми совпадает с химиче­ским потенциалом при абсолютном ну­ле температуры.
Эффект Ааронова-Бома Aharonov-Bohm effect	Квантовый эффект, характеризующий влияние внешнего электромагнитного поля, сосредоточенного в области, не­доступной для заряженной частицы, на ее квантовое состояние, не сводящийся к локальному действию на нее силы Лоренца. В классическом пределе эф­фект исчезает.
Эффект Джозефсона Josephson effect	Макроскопический квантовый эф­фект, заключающийся в туннелирова-нии сверхпроводящего тока через тон­кую (около 1 нм) изолирующую или несверхпроводящую прослойку между двумя сверхпроводниками (контакт Джозефсона).
Эффект Франца-Келдыша Franz-Keldysh effect	Квантовое туннелирование носителей тока в полупроводниках через запре­щенную зону, при облучении полупро­водника фотонами с энергией, мень­шей ширины запрещенной зоны. Воз­никает при приложении к полупровод­нику электрического поля.
Ядерный магнитный резонанс, ЯМР nuclear magnetic resonance, NMR	Резонансное поглощение электромаг­нитных волн, обусловленное ядерным парамагнетизмом.