Реферат: Туннельный эффект в химии, физике
Калининградский Государственный Университет
Химический факультет
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.
Калининград
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
СТМ ( сканирующий туннельный микроскоп
ТД ( туннельный диод
АСМ - атомно-силовые микроскопы
РЕФЕРАТ
Данный реферат содержит текста 12 страниц, рисунков 12, таблиц 1, список
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, химии.
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
результатов 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, открытые 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 использования 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 оперировать со сверхмалыми величинами порядка нанометров
(1нанометр=10-9 м). [1]
1. Теория туннельного эффекта
Туннельный эффект — квантовое явление проникновения микрочастицы из
одной классически доступной области движения в другую, отделённую от
первой потенциальным 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 пройдёт 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(-2a/ ћ)(2m(U0-E))1/2
(1)
где а – ширина барьера, U0 – высота барьера.
Главная особенность (1) заключается в том, что очень малая величина ћ
(постоянная Планка) стоит в знаменателе экспоненты, вследствие чего
коэффициент туннелирование через барьер классической частицы большой
массы очень мал.[4] Чем меньше масса частицы, тем больше и вероятность
туннельного эффекта. Так, при высоте барьера в 2 эВ и ширине 10-8 см
вероятность прохождения сквозь барьер для электрона с энергией 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 нулю), то вероятность преодоления им препятствия — лезвия
бритвы толщиной 0,1 мм, выступающего над горизонтальной поверхностью на
0,1 мм, равна 10-26.
Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер можно пояснить и с
помощью соотношения неопределённостей. Неопределённость импульса ( р на
отрезке ( х, равном ширине барьера а, составляет: (р > ћ/а. Связанная с
этим разбросом в значениях импульса кинетическая энергия ((р)2/2m0
может оказаться достаточной для того, чтобы полная энергия частицы
оказалась больше потенциальной. [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 теоретическое 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 молекулярной 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.
CH4 + .СH2OH
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 Еа , которую можно получить и из
высокотемпературных измерений, но и его форму, так как от нее зависит
вероятность туннелирования. Изучение туннельного эффекта позволяет
установить 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 эффекты 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 изотопного эффекта и в неаддитивность
изотопных эффектов в случае множественного изотопного замещения [6].
Синтезированы
[Мо12CdP8Х62]Cd3[N(CНЗ)4]•1OH20
(I),
[Мо12CdР8Х62]Сd[N(СНЗ)4]2(Н3О)6*5Н20 (11),
[Мо12СdР8Х62]Cd2[NHЗ(CН2)8)NНЗ]3•7.3H20 (III).
[Мо12ZпР8Х62]Zп2[NНЗ(СН2)8NНЗ](НЗO)4*8Н20 (IV).
Проведен РCТA I-1V (?Mо, З?-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 PdAu(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: 4H11 ? He24 +2e+,
(2)
(при этом два протона превращаются в нейтроны, испуская положительно
заряженные (-частицы — позитроны), то выделившаяся кинетическая энергия
составила бы около 25 МэВ. Однако такую реакцию в земных условиях
провести пока невозможно. Более доступна и очень энергетически выгодна
реакция синтеза, осуществлению которой посвящены усилия огромных научных
коллективов в разных странах мира: реакция слияния тяжелого и
сверхтяжелого изотопов водорода: Н12+Н13? Не24 + n10 . (3)
Кинетическая энергия продуктов этой реакции составляет 17,6 МэВ,
выделение энергии в несколько миллионов раз больше, чем при сжигании
такой же массы водорода в кислороде.
Для того чтобы произошла реакция (3), ядра трития и дейтерия должны
сблизиться до расстояния, на котором начинают действовать ядерные силы.
На больших расстояниях ядра расталкиваются кулоновскими силами. Высота
потенциального барьера, возникающего из-за кулоновского отталкивания,
оказывается (1 МэВ. Такова должна быть кинетическая энергия классической
частицы, дейтрона, чтобы он мог проникнуть к ядру трития.
Средняя кинетическая энергия частицы в газе равна 3/2 Т. Нетрудно
подсчитать, какова должна быть температура, чтобы средняя энергия
частицы равнялась 1 МэВ = 1,6(10-6 эрг:
(6)
При такой температуре почти каждое столкновение приводило бы к ядерной
реакции, однако, на Земле такие условия и недостижимы, и не нужны.
Благодаря туннельному эффекту реакция становится возможной при более
низких температурах. Процесс слияния ядер аналогичен (-распаду,
повернутому вспять во времени. При (-распаде частица проникает через
барьер из ядра наружу, а при слиянии ядер дейтрон должен проникнуть
через барьер снаружи внутрь ядра. Проницаемость барьера одна и та же в
обоих случаях. [4].
2.3 Методы исследования вещества
Ученые из Олмейденского исследовательского центра корпорации IBM в
Сан-Хосе (штат Калифорния) сообщили об очередном достижении в области
создания молекулярных компьютеров. Им удалось создать простую
вычислительную схему, состоящую из индивидуальных молекул оксида
углерода (СО), нанесенных на плоскую медную подложку. По словам ученых,
размер такой схемы в 260 тыс. раз меньше размера ее полупроводникового
аналога. При этом для создания схемы исследователи IBM использовали так
называемый молекулярный каскадный эффект. С помощью двух СТМ они
наносили на подложку пары молекул СО. На конце полученной структуры они
размещали еще одну молекулу таким образом, чтобы три молекулы образовали
угол. [11]. Возникновение и развитие нанотехнологий связано с открытием
физиками из швейцарского отделения компании IBM сканирующих туннельных и
атомно-силовых микроскопов (1981-1986 гг.). К настоящему времени
сменилось уже два поколения сканирующих зондовых микроскопов [1].
0,1…1 В, между зондом и объектом возникает ток, обусловленный туннельным
эффектом:
(1)
10-9 А
Туннельный ток экспоненциально зависит от расстояния между зондом и
образцом. Расстояние L входит в показатель степени экспоненциальной
зависимости D от L - см. формулу (2) - и, соответственно, влияет на
значение Iт - см. формулу (1). Поэтому при увеличении расстояния только
на 0,1 нм показатель D и, соответственно, туннельный ток Iт уменьшаются
почти в 10 раз. Это обеспечивает высокую разрешающую способность
микроскопа по высоте объекта, поскольку незначительные изменения по
высоте рельефа поверхности вызывают существенное увеличение или
уменьшение туннельного тока. СТМ функционирует следующим образом (рис.
2.3.2.). Зонд подводят по вертикали (ось Z) к поверхности образца до
появления туннельного тока. Затем перемещают зонд над поверхностью по
осям X, Y (сканирование), поддерживая ток постоянным посредством
перемещения иглы зонда по нормали к поверхности. При сканировании зонд
остаётся на одном и том же расстоянии L от поверхности образца.
Вертикальное перемещение зонда для сохранения расстояния L прямо
отражает рельеф поверхности образца. [13] СТМ использован для
индуцирования локальной ДС бензола с ПВ (100) Si при слабых токах (<100
пА), низких смещающих напряжениях (--2.4 В) и температуре(22 К) [14]
Также методом высокотемпературной СТМ изучен обратимый структурный
фазовый переход (с2х8) и ( I x I ) на ПВ (111)Si при 230 С (Тс). [15]
Представлены результаты исследования с помощью СТМ поверхности
высокоориентированного пиролитического графита (ВОПГ), облученного
ионами криптона с энергией 305 MeV. [16]
Изучена АД триметилфосфина (1) на ПВ (111)-(7х7) Si и АД (СНЗ)ЗСРНЗ
(ТБФ) на ПВ GaP(001)-(2х4) и образованные при этом поверхностные
структуры. [17], [18] С помощью СТМ изучен эффект электрополевого
индуцирования локального туннельно-токового контраста (ТТК) в ПЛ термич.
оксида кремния нанометровых толщин на ПВ (111) и (001) монокристаллов
кремния. Исследована методичная возможность изучения супрамолек. систем
in situ с применением СТМ-АСМ "СКАН-8", получены изображения высокого
разрешения структуры [19], [20], [21], [22], [23] Приведены результаты
электрических и магнитных свойств порошкообразных образцов двойного
перовскита Sг2ЕеМоО6, полученных методом твердофазной реакции. [24]
Нанолитографией, основанной на сверхвысоковакуумной СТМ и
скомбинированной с осаждением паров Со при комнатной температуре с
последующим отжигом, изготовлены металлические линии Со/Si нанометровой
ширины на пассивированных водородом ПВ Si(100).[25] Исследованы
топография ПB аморфного гидрир. углерода ?-С:Н и локальную
дифференциальную проводимость и измерена величина работы выхода с
использованием стандартных методик, применяемых в СТМ [26] Исследованы
процессы, происходящие при облучении УФ-светом (?-300 нм) смешанных
ленгмюровских монослоев стеариновой кислоты и пентакарбонида железа [27]
Блок-схема СТМ, представлена ( рис. 2.3.3.)
Новые возможности рассматриваемого направления в сравнении с
традиционными методами исследования поверхности делают особенно
перспективным применение зондовой микроскопии (в частности
атомно-силовой микроскопии (АСМ). Несмотря на возможность достижения
высокого пространственного разрешения, информация, получаемая методами
АСМ, может неадекватно отображать реальные особенности поверхности, что
является следствием влияния инструмента исследования на объект и
приводит к наблюдению артефактов. Эти артефакты, как правило, легко
учитываются на качественном уровне при интерпретации АСМ-результатов,
однако специфика ряда задач может потребовать количественных оценок и
методов восстановления реальной геометрии объектов. Проанализированы два
основных артефакта АСМ, влияние которых существенно при проведении
исследований отдельных микрообъектов, адсорбированных на поверхность
твердой подложки: эффекта уширения профиля и эффекта занижения высот
АСМ-изображения объектов исследования. Построены количественные методики
учета влияния рассматриваемых эффектов на результаты исследования АСМ.
[28]
3.Туннельный эффект в физики
3.1. Туннелирование электронов в твёрдых телах
L
h
®
д
:
’
N
°
<
¤
??1?’
ў
h
h
h
h
h
h
h
h
h
jД
h
h
h
h
??
h
¤
¦
h
, при отрицательных значениях координаты
х — область металла, в котором электроны могут двигаться почти
свободно. Здесь потенциальную энергию можно считать постоянной. На
границе металла возникает Потенциальная стенка, не позволяющая электрону
покинуть металл; он может это сделать, лишь приобретя добавочную
энергию, равную работе выхода Авых . При низкой температуре такую
энергию может получить только ничтожная доля электронов.
Если сделать металл отрицательной пластиной конденсатора, приложив к
нему достаточно мощное электрическое поле, то потенциальная энергия
электрона из-за его отрицательного заряда вне металла начнет
уменьшаться. Классическая частица, все равно не проникнет через такой
потенциальный барьер, квантовая же вполне может протуннелировать.
Сразу после появления квантовой механики Фаулер и Нордгейм объяснили
явление холодной эмиссии с помощью туннельного эффекта для электронов.
Электроны внутри металла имеют самые разные энергии даже при температуре
абсолютного нуля, так как согласно принципу Паули в каждом квантовом
состоянии может быть не больше одного электрона (с учетом спина).
Поэтому число заполненных состояний равно числу электронов, а энергия
самого верхнего заполненного состояния ЕF — энергия Ферми в обычных
металлах составляет величину порядка нескольких электронвольт, так же
как и работа выхода.
Легче всего будут туннелировать электроны с энергией ЕF , с уменьшением
энергии вероятность туннелирования резко падает. Все экспериментальные
особенности, а также полная величина эффекта прекрасно описывались
формулой Фаулера ( Нордгейма. Холодная электронная эмиссия — первое
явление, успешно объясненное туннелированием частиц. [4].
3.2 Квантовые транзисторы
Оптическая аналогия позволяет наглядно представить работу квантового
транзистора. На (рис. 3.2.1) изображен оптический двухлучевой
интерферометр, а также схема электронного транзистора с квантовым
кольцевым контуром. Пропускание интерферометра (оптического или
электронного) определяется простой формулой и однозначно зависит от
разности набега фаз по двум путям. Транзисторный эффект достигается за
счет изменения фазы волны электрона в одном из плеч интерферометра с
помощью затворного напряжения, прикладываемого к электроду Э3.Еще более
простая схема квантового транзистора получается, если взять за основу
идею интерферометра Фабри-Перо (рис. 3.2.2). Здесь оптический резонатор,
образованный зеркалами М1 и М2, реализуется в транзисторе с помощью
тонкой проводящей нити — квантовой проволоки длиной L, отделенной от
электродов Э1 и Э2 полупрозрачными для электронной волны барьерами.
Условие максимума пропускания имеет такой же вид, как условие резонанса
волны де Бройля в квантовой яме длиной L. Транзисторный эффект
достигается путем изменения длины волны электрона с помощью напряжения,
приложенного к электроду Э3. Наряду с интерференционными транзисторами
разрабатываются квантовые транзисторы других типов — баллистического, с
эффектом Джозефсона, с кулоновской блокадой. [29] В транзисторах на
квантовых эффектах волновая природа электронов и соответствующие явления
становятся основополагающими в их работе. [30]
3.3. Туннельный диод.
Ниже описаны диоды, работа которых основана на явлении
квантово-механического туннелирования. Работа, подтверждающая реальность
создания туннельных приборов была посвящена ТД, называемому также диодом
Есаки, и опубликована Л.Есаки в 1958 году. Есаки в процессе изучения
внутренней полевой эмиссии в вырожденном германиевом p-n переходе
обнаружил "аномальную" ВАХ: дифференциальное сопротивление на одном из
участков характеристики было отрицательным. Этот эффект он объяснил с
помощью концепции квантово-механического туннелирования. В явлении
туннелирования главную роль играют основные носители. Время
туннелирования носителей через потенциальный барьер не описывается на
привычном языке времени пролёта (t=W/v, где W-ширина барьера, v-скорость
носителей ); оно определяется с помощью вероятности
квантово-механического перехода в единицу времени. Эта вероятность
пропорциональна exp[-2k(0)W], где k(0) - среднее значение волнового
вектора в процессе туннелирования, приходящееся на один носитель с
нулевым поперечным импульсом и энергией, равной энергии Ферми. Отсюда
следует, что время туннелирования пропорционально exp[2k(0)W]. Оно очень
мало, и поэтому туннельные приборы можно использовать в диапазоне
миллиметровых волн (тбл 3.3.1) Благодаря высокой надёжности и
совершенству технологии изготовления ТД используются в специальных
СВЧ-приборах с низким уровнем мощности, таких, как гетеродин и схемы
синхронизации частоты. ТД представляет собой простой p-n переход обе
стороны которого вырождены (т.е. сильно легированы примесями). На (рис
3.3.1) приведена энергетическая диаграмма ТД, находящегося в состоянии
термического равновесия. В результате сильного легирования уровень Ферми
проходит внутри разрешённых зон. Степени вырождения Vp и Vn обычно
составляют несколько kT/q, а ширина обеднённого слоя ~100 A и меньше,
т.е. намного меньше, чем в обычном p-n переходе. На (рис.3.3.2.а)
приведена типичная статическая вольт-амперная характеристика туннельного
диода, из которой видно, что ток в обратном направлении (потенциал
p-области отрицателен по отношению к потенциалу n-области) монотонно
увеличивается. Полный статический ток диода представляет собой сумму
тока туннелирования из зоны в зону, избыточного и диффузионного тока(рис
3.3.2.б). Уровни Ферми проходят внутри разрешенных зон полупроводника, и
постоянен по всему полупроводнику. Выше уровня Ферми все состояния по
обеим сторонам перехода оказываются пустыми, а ниже все разрешенные
состояния по обеим сторонам перехода заполнены электронами. В отсутствии
приложенного напряжения туннельный ток не протекает. На (рис 3.3.3)
показано, как туннелируют электроны из валентной зоны в зону
проводимости при обратном напряжении на диоде. Для того чтобы
происходило прямое туннелирование, положения дна зоны проводимости и
потолка валентной зоны в пространстве импульсов должны совпадать. Это
условие выполняется в полупрводниках с прямой запрещенной зоной (в таких
, как GaAs и GaSb). Оно может выполняться также в полупроводниках с
непрямой запрещенной зоной (например, в Ge) при достаточно больших
приложенных напряжениях, таких, что максимум валентной зоны находится на
одном уровне с непрямым минимумом зоны проводимости.[31] Исследовали ВАХ
при различных температурах в барьерных диодах Шоттки из Al и
поли-3-октилтиодина.
Заключение
Заканчивая реферат, остается лишь указать на другие физические явления,
в которых реализуется туннельный эффект. Туннельный эффект определяет
процесс миграции валентных электронов в кристаллической решетке твердых
тел. Туннельный эффект лежит в основе эффекта Джозефсона - протекания
сверхпроводящего тока между двумя сверхпроводниками через экстремально
тонкую прослойку из диэлектрика. Рассмотрена взаимосвязь межмолекулярных
потенциалов и спектров для молекулярных систем. Кратко представлены
методы расчета колебательно-вращательных спектров с учетом процессов
туннелирования и детально проиллюстрированы на примере комплекса Ar-СН4,
димера и тримера Н20. Представлен также обзор последних теоретических и
экспериментальных исследований в рамках затронутой проблемы для целого
ряда других комплексных систем. [32],[33],[34] Из приведенного материала
видно, что туннельный эффект играет существенную роль в самых различных
областях физики и техники. В 1986 году советскими учёными К.К. Лихаревым
и Д.В. Авериным, изучавшими одноэлектронное туннелирование, был
предложен, а позже и опробован одноэлектронный транзистор на эффекте
кулоновской блокады. [35]
Однако наиболее широкий интерес к туннельному эффекту обусловлен тем,
что это принципиально квантово-механический эффект, не имеющий аналога в
классической механике. Своим существованием туннельный эффект
подтверждает основополагающее положение квантовой механики -
корпускулярно-волновой дуализм свойств элементарных частиц. [36]
Список использованных источников
Компьютерра. Нанотехнологии. 1997, № 41. — 66 с.
Физика микромира. Маленькая энциклопедия. [Гл. редактор Д.В. Ширков].
М: «Советская энциклопедия», 1980.—528 с., илл.
данные из сети Internet, сайт «Лекции по теории Элементарного акта
химических реакций…5», ссылка на Туннельный эффект в химии.
Кожушнер М.А. Туннельные явления.—М.: Знание, 1983.—64 с.—(Новое в
жизни, науке, технике. Серия: «Физика», № 3).
Двухуровневое прямое динамическое изучение реакции Дильса-Альдера для
этилена и 1,3-бутадиена. Dual-level direct dynamics study on the
Diels-Alder reaction of ethylene and 1,3-butadiene / Нuang Сhun-Huei,
Tsai Li-Chao, Hu Wei-Ping // J. Phys. Сhеm. А. - 2001. - 105, № 43. - С.
9945-9953. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б1.90
Вклад туннелирования во вторичные изотопные эффекты.The contribution of
tunneling to secondary isotope effects / Saunders Nilliam H.(Jr) //
Croat. Сhem. acta.— 1992/—65, № 3.— с. 505-515.— Англ.; рез. серб.—хорв.
цит по
Р Ж Хим1994, 3Б448.
Четыре новых структуры фосфатов Мо5+ образованных изотопными кластерами
Mo12MPSX62. Four new Mo(V) phosphate structures built up of isotypic
Мо12МР8Х 62 clusters / Leclaire А., Guesdon А., Berrah F., Borel М. М.,
Raveau В. // J. Solid State Chem.-1999. - 145, № 1. - С. 291-301. -
Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.62
Динамика распада атомов И твердого водорода при 4,2 К. Контролирующий
фактор туннельной реакции Н+napa-Н2?пара-Н2+Н. Decay dynamics of Н atoms
in solid hydrogen at 4,2 k. controlling factor of tunneling reaction Н +
para-Н2 ?рага-Н2+ Н / Miyazaki Tetsuo, Mori Shoji, Nagasaha Toshimitsu,
kumagai Jun, Aratono Yasuyuhi, kumada Takayuki //,l.Phys. Chem. А. -
2000. - 104, № 42. - С. 9403-9407. - Англ.цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.318
Анализ мезанизмов переноса тока, определяющих характер обратных
вольт-амперных характеристик барьеров металл - CaAs / Булярский С. В.,
Жуков А. В. // Физ.и техн. полу провод. - 2001. - 35, № С. - С. 560-563.
- Рус. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.347
Роль атомных ансамблей в реакционной способности биметаллических
электрокатализаторов. The role of atomic ensembles in the reactivity of
bimetallic electrocatalysts / Магоun F., Ozanam F., Magnussen О. М.,
Behm К.,1. // Science. - 2001. - 293, № 5536. - С.1811- I81 4. - Англ.
Цит по Р Ж Хим 2002 19Б3.191.
данные из сети Internet, сайт «Виртуальная лабораторная работа»
данные из сети Internet, сайт «МГТУ Сканирующая туннельная микроскопия.
Аппаратура, принцип работы, применение.»
Индуцирование десорбции органических молекул с помощью сканирующего
туннельного микроскопа: теория и эксперимент. Inducing desorption of
organic molecules with а scanning tunneling microscope: theorv аnd
esperiments / Alavi S., Rousseau R., Patitsas S. N., Lopinshi G. P.,
Wolkow R/ A., Seideman Т. // Pnys. Rev . I.ett. - 2000. - 85, № 25. - С.
5372-5375.-Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.530
Изучение обратимого фазового перехода между метастабильными структурами
Si(111)=(с2х8) и "I x I" четодоч сканирл юшей туннельной микроскопии.
Scanning tunneling microscopy studies on the reversible phase transition
between metastable structures of Si(111) c2x8 and "I xl" /Chida
M.,Tаnishiro Y.. Minoda H., Yagi k. // Surface Sci. - 1999. -441, № 1. -
С. 179-191. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.528
Изучение с применением сканирующей туннельной микроскопии,
спектроскопии потерь энергии электронов высокого разрешения и
теоретических методов [адсорбции] триметилфосфина на поверхности
(111)-(7х7) Si. Scanning tunneling microscopy, high-resolution electron
energy loss spectroscopy, and theoretical studies of trimethylphosphine
(ТМ Р) on а Si(111)-(7x7) surface / Fukuda Y., Shimomura М., Kaneda С.,
Sanada N., Zavodinsky V. С., Kuyanov I. A., Chukurov Е. N. // Surface
Sci. - 1999. - 442, № 3. - C. 507-516. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002
19Б2.508
Изучение методами спектроскопии потерь энергии электронов высокого
разрешения и сканирующей туннельной микроскопии адсорбции и
поверхностной структуры трет-бутилфосфина (ТБФ) на поверхности
GaР(001)-(2х4). Adsorption of t-butylphosphine (TBP) on GаP(001)-(2x4)
and the surface structure studied by HREELS and STM / Fukuda Y.,
Sekizawa Т., canada N. // Surface Sci. - 1999. - 432, № 3. - С.
1.595-1.598. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.510
Локальная зондовая модификация атомной структуры туннельно-прозрачных
пленок оксида кремния / Юхневич А. В., Лосик О. П., Кузнецов В. Л.,
Паненко А. В.(Санкт-Петербург, ст. Петергоф, Университетский пр., 2) //
1 Всероссийская конференция " Химия поверхности и нанотехнология",
Санкт- Петербург- Хилово, 27 сент.- 1 окт., 1999: Материалы конференции.
- СПб, 1999. - С. 95. - Pyc. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.436
Изучение супрамолекулярных объектов методом сканирующей туннельной
микроскопии / Суровцев И. С., Михалев О. А., Битюцкая Л. А., Мамуга М.
В., Татарников С.В. (Санкт-Петербург, ст. Петергоф, Университетский пр.,
2) //1 Всероссийская конференция " Химия поверхности и нанотехнология",
Санкт- Петербург- Хилово, 27 сент.- 1 окт., 1999 Материалы конференции.
- СПб, 1999. - С. 119. - Pyc. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.448
Изучение роста и образовании сплава методами фотоэлектронной
спектроскопии и сканирующей туннельной микроскопии. Growth and alloy
formation studied by photoelectron spectroscopy and STМ / Ramstad А.,
Strisland F., Raaen S., Worren Т., Borg А., Berg С. // Surfасе Sci. -
1999. - 425, № 1. - С. 57-67. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.536.
Изучение методом сканирующей туннельной микроскопии in situ осаждения
при недонаприжении меди на поверхностях (100) Pt-электродов, покрытых
монослоем иода.Iп situ scanning tunneling microscopy of under potential
deposition of copper at Pt(100) electrodes coated with an iodine
monolayer / Shue С.-Н., Yau S.-L. //,J. Рhys. Chem. В. - 2001. - 105, №
23. - С.5489-5496. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.537
Получение изображений с высоким разрешением структуры поверхности
Мо2С(0001)=(?(3)х?(3))R30' методом сканирующей туннельной микроскопии.
High resolution images of Mо2С(0001)-(?(3)x?(3))R30 structure bу
scanning tunneling microscopy / Lо R.-L ., Fukui k., Otani S., Iwasawа Y
. // Surface Sci. - 1999. - 440, № 3. - С. 1857-1 862. - Англ. Цит по Р
Ж Хим 2002 19Б2.540
Магнитные и электрические свойства Sr2FeMоО6. Magnetic and electric
properties of Sr2FeMoО6/ Sanchez К. D., Niehieshihiiiat О., Caneiro A.,
Morales L,Vasquez-'Mansilla M., Rivadulla F., Hueso L.. F.. //,l. Маgn.
and Magn Mater. - 2001. - 226-230, ч. 1.- С. 895-897. – Англ цит по Р Ж
Хим 2002 19Б2.363
Изготовление нанопроволок Со/Si на пассивированных водородом
поверхностях Si(100) с помощью сверхвысоковакуумной сканирующей
туннельной микроскопии. Fabrication of Со/Si nanowires by
ultrahigh-vacuum scanning tunneling microscopy on hydrogen-passiivated
Si(100) surfaces / Palasantzas С., llge В., De Nijs,l., Geerligs г...l.
// J. АррI Phys. - 1999. - 85, .№3. – С 1900 - Aнгл. Цит по Р Ж Хим
2002 19Б2.483
Исследование электрофизических свойств поверхности алмазоподобных
пленок, легированных медью / Голубок А. О., Масалов С. А., Розанов В.
В., Иванов-Омский В.И., Ястребов С. Г., Звонарева Т. К.
(Санкт-Петербург, ст. Петергоф, Университетский пр., 2) // 1
Всероссийская конференция "Химия поверхности и нанотехнология",
Санкт-Петербург Хилово, 27 сент.-1 окт., 1999: Материалы конференции. -
СПб, 1999. - С. 131. - Рус. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б2.450
Управляемый синтез анизотропных наночастиц железа и наноструктур из них
/ Шорохов В. В., Губин С. П., Обыденов А. Ю., Солдатов Е. С., Трифонов
А. С., Хомутов Г. Б. (Санкт-Петербург, ст. Петергоф, Университетский
пр., 2) //1 Всероссийская конференция " Химия поверхности и
нанотехнологии", Санкт- Петербург - Хилово, 27 сент.- 1 окт., 1999:
Материалы конференции. - СПб, 1999. - С. 94-95. - Рус. Цит по Р Ж Хим
2002 19Б2.608
данные из сети Internet, сайт «Сканирующая зондовая микроскопия»
Компьютера. Физики шутят? 2000, №35
Борисенко В.Е. Наноэлектроника – основа информационных систем XXI
века. /Соросовский образовательный журнал. № 5, 1997/.
Расчет методом теории функционала плотности токов электронного
туннелирования. Молекулярные орбитали реального пространства (сеточная
схема) и молекулярные орбитали гауссова типа. DFT Calculation of
Electron tunneling currents. Real space (grid) molecular orbitals vs.
Gaussian-type molecular orbitals / Wang J., Stuchebrukhov А. А. // In t.
J. Quantum Chem. - 2000. - 80, № 4-5. - С. 591-597. - Англ. Цит по Р Ж
Хим 2002 19Б1.5
Неэмпирическое изучение туннелирования электронов на дальние рассеяния в
металлоорганических системах биологической природы. Аb-initio
calculations of long distance electron tunneling in organometallic
systems of biological origin / Stuchebrukhov А. А. // Int. J.Quantum
Chem. - 2000. - 77, № 1. - С. 16-26. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б1.41
Перенос носителя через металл-полимерные перегородки. Carrier transport
across metal-polymer barriers / Assadi A., Fu Y.,Willander M., Svensson
// Jap. J. Appl. Phys. Pt 1. — 1993. —32, № 4. – с. 1696-1699. — Англ.
цит. По Р Ж Хим 1994, 7С191
Межмолекулярные потенциалы, внутренние движения и спектры
ван-дер-ваальсовых и II-связанных комплексов. Intermolecular potentials,
internal motions, and spectra оf van der Waals and hydrogen-bonded
complexes /Wоrmег Paul Е. S., Van der Avoird Ad // Chem. Rev. - 2000. -
100, № 11. - С. 4109-4143. - Англ. Цит по Р Ж Хим 2002 19Б1.52
Делоне Н.Б. Туннельный эффект. /Соросовский образовательный журнал. № 1,
2000/.
Приложение
Движение частицы из одной орбитали в другую отделённых друг от друга
потенциальным барьером
Рис.1.1
Инверсия аммиака
Рис. 2.1.1.
Внутримолекулярный туннельный перенос атома водорода в малоновом
альдегиде в его енольной форме
Рис. 2.1.2.
Рис. 2.3.1 Схема протекания туннельного тока между зондом и объектом: 1
- зонд; 2 – пучок электронов; 3 – объект (образец); U – разность
потенциалов между зондом и объектом; IТ – туннельный ток; L – расстояние
между зондом и объектом; F – площадь туннельного контакта
Рис.2.3.2.. Схема перемещения зонда над поверхностью объекта
Рис. 2.3.3.. Блок-схема сканирующего туннельного микроскопа:1 –
двигатели для перемещения зонда по осям X, Y, Z; 2 – двигатель для
перемещения объекта по оси Z; Ux, Uy, Uz, - напряжения, подаваемые на
двигатели 1; Uz’ – напряжение, подаваемое на двигатель 2; U – разность
потенциалов между зондом и объектом; Iт – туннельный ток
График потенциальной энергии электрона под действием
сильного внешнего электрического поля
Рис. 3.1.1
Квантовые транзисторы
Рис 3.2.1
Квантовые транзисторы
Рис 3.2.2
Рис 3.3.1
Вольт-амперная характеристика туннельного диода
Полный статический ток диода
Рис 3.3.2
Рис 3.3.3
Таблица 3.3.1.
В таблице даны названия поддиапазонов СВЧ-диапазона и соответствующие им
полосы частот
EF
U
Авых
х
 |