Конденсацияланған күй физикасы

Кіріспе
Қолданылған әдебиеттер

Миллер индекстері деп аталатын жалпылама қабылданған белгілеулер – тордағы түйіндер, бағыттар және жазықтықтарға қысқаша тоқталып өтейік.
Түйіндер индекстері. Координата басынан бастап салынған тордың кез- келген түйінінің күйі үш координата анықталады. Бұл координаталарды мына түрде беруге болады:

Мұндағы — тор параметрлері; - бүтін сандар.
Егер тор осі бойындағы ұзындықтың өлшем бірлігі ретінде тор параметрлерін алсақ, онда түйіндердің координаталары жай сандар болады.
Бұл сандар түйіндер индекстері және мына түрде жазылады: ). Теріс индексте «минус» таңбасы индекстің алдына жазылады. Мысалы, мынадай координаталары бар түйіндер үшін индекстер мына түрде жазылады: .
Бағыт индекстері. Кристалдағы бағытты сипаттау үшін координата басынан өтетін түзуді таңдап алу керек. Оның күйі өзі өтетін бірінші түйіннің индекстерімен анықталады (сурет 6).
1908 жылы Лейденский университетінің физика зертханасында Камерлинг-Оннес басшылығымен сұйық гелий алынды ( К). Осыдан бастап бұған дейін мүмкін емес температураларда, өте төменгі температураларда материалдардың қасиеттерін зерттеу жұмыстары басталды. Физиктерді металдардың меншікті кедергісінің температураға байланыстылығы өте қызықтырды. Камерлинг-Оннес сынаптың тәуелділігін зерттеді.
1911 жылы К температурада сынаптың кедергісінің секірмелі түрде нөлге ұмтылатыны ашылды. Камерлинг-Оннес бұл құбылысты асқын өшкізгіштік деп атады. болғанда, меншікті кедергі , бірақ бұл ауысу бірқалыпты болу керек еді, ал мұнда секірмелі түрде, бірден ауысу болды. деген не? Шынында да кедергінің шекті мәні болуы қажет, бірақ өте аз кедергіні дәл өлшеудің керегі шамалы. 1959 жылы америка физигі Коллинз қорғасыннан жасалған асқын өткізгіштік контурдағы токты тудырушы магнит өрісі арқылы осы токтың өшуін өлшеді. Екі жарым жыл ішінде токтың өшуі болмады, осыдан деген қорытынды жасалды ( салыстыру үшін).

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3.  М., 1979. – 304 с.
2. Епифанов Г.И. Физические основы микроэлектроники.  М.: Советское радио, 1971. – 376 с.
3. Бушманов Б.Н., Хромов Ю.А. Физика твердого тела: Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 1971. – 224 с.
4. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела: Пер. с англ. – М.: Мир, 1969.
5. Спроул Р. Современная физика: Пер. с англ. – М.: Физ-мат. ГИЗ, 1961.
6. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.  М.: Высшая школа, 1998.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министірлігі
Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы Мемлекеттік университеті

СӨОЖ
Пән: Конденсацияланған күй физикасы
Тақырыбы: Асқын өткізгіштік және кристалдық тор

Орындаған : Төлепбеков Дарын
Топ: ТФ-319
Тексерген: Сейсенбаева М. Қ

Семей 2015

1 Кристалдардағы бағыттар мен жазықтықтарды, түйіндерді белгілеу
Миллер индекстері деп аталатын жалпылама қабылданған белгілеулер - тордағы түйіндер, бағыттар және жазықтықтарға қысқаша тоқталып өтейік.
Түйіндер индекстері. Координата басынан бастап салынған тордың кез- келген түйінінің күйі үш координата анықталады. Бұл координаталарды мына түрде беруге болады:

Мұндағы -- тор параметрлері; - бүтін сандар.
Егер тор осі бойындағы ұзындықтың өлшем бірлігі ретінде тор параметрлерін алсақ, онда түйіндердің координаталары жай сандар болады.
Бұл сандар түйіндер индекстері және мына түрде жазылады: ). Теріс индексте минус таңбасы индекстің алдына жазылады. Мысалы, мынадай координаталары бар түйіндер үшін индекстер мына түрде жазылады: .
Бағыт индекстері. Кристалдағы бағытты сипаттау үшін координата басынан өтетін түзуді таңдап алу керек. Оның күйі өзі өтетін бірінші түйіннің индекстерімен анықталады (сурет 6).

Сурет 6

Түйін индекстері сонымен қатар, бағыттар индекстері де болып табылады. Бағыт индекстері деп белгіленеді. Анықтама бойынша бағыт индекстері дегеніміз осы берілген бағытта жатқан ең жақын түйінді сипаттайтын ең кіші үш бүтін сандар.

Сурет 7
Сурет 7-де мысал ретінде кубтық кристалдың негізгі бағыттары мен белгіленулері келтірілген.
Жазықтық индекстері. Жазықтық күйі тор осьтерінде қиылысатын үш кесінді арқылы анықталады. Осындай жазықтықтардың индекстері мына түрде табылады.
Осьтік бірліктер бойынша кесінділерін өрнектейді және кесінділерге кері шамалар жазылады: . Алынған бөлінділерді бүтін сан -ға көбейтейік. Сонда бүтін сандары жазықтық индекстері деп аталады да, мына түрде жазылады: .
Мысалы, осьтерде кесінділерін қиятын жазықтық индекстерін анықтайық. Сонда, . Ортақ алым . Жазықтық индекстері: . Жазықтықты мына түрде белгілейді: . Сурет 8-де кубтық тордың негізгі жазықтықтарының индекстері көрсетілген.

Сурет 8

Осы топтарға жататын кубтық кристалдардағы жазықтықтар арасындағы ара қашықтықты жазықтықтар индекстері арқылы мына қатынаспен өрнектеуге болады:

(2)

мұндағы - тор параметрі. Теңдеуден жазықтықтар индекстері жоғары болған сайын, олардың ара қашықтықтарының аз болатыны көрініп тұр.
Гексагональ кристалдар жазықтықтарын белгілеу үшін төрт осьті координата жүйесі қолданылады: үш осі бір-біріне бұрыш жасап, алты бұрышты призманың негізінде (базис жазықтығында) (), ал төртінші осі базис жазықтығына перпендикуляр жатады. Әрбір жазықтық төрт индекспен белгіленеді. Қосымша индекс үшінші орынға қойылады және пен арқылы табылады: . осьтеріне параллель жазықтық индексі (0001). Призманың бүйір жақтарына параллель жазықтықтар индекстері (1010). Осындай бір-біріне параллель емес жазықтықтар үшеу. Олар бірінші реттік жазықтықтар деп аталады.
2 Асқын өткізгіштік

1908 жылы Лейденский университетінің физика зертханасында Камерлинг-Оннес басшылығымен сұйық гелий алынды ( К). Осыдан бастап бұған дейін мүмкін емес температураларда, өте төменгі температураларда материалдардың қасиеттерін зерттеу жұмыстары басталды. Физиктерді металдардың меншікті кедергісінің температураға байланыстылығы өте қызықтырды. Камерлинг-Оннес сынаптың тәуелділігін зерттеді.
1911 жылы К температурада сынаптың кедергісінің секірмелі түрде нөлге ұмтылатыны ашылды. Камерлинг-Оннес бұл құбылысты асқын өшкізгіштік деп атады. болғанда, меншікті кедергі , бірақ бұл ауысу бірқалыпты болу керек еді, ал мұнда секірмелі түрде, бірден ауысу болды. деген не? Шынында да кедергінің шекті мәні болуы қажет, бірақ өте аз кедергіні дәл өлшеудің керегі шамалы. 1959 жылы америка физигі Коллинз қорғасыннан жасалған асқын өткізгіштік контурдағы токты тудырушы магнит өрісі арқылы осы токтың өшуін өлшеді. Екі жарым жыл ішінде токтың өшуі болмады, осыдан деген қорытынды жасалды ( салыстыру үшін).
Қазіргі уақытта асқын өткізгіштікке ие мыңға жуық заттар белгілі. Өткізгіштерде, мысалы , , асқын өткізгіштік құбылысы байқалмады. Сонымен қоса, ферромагнетиктері (, , ). бар қоспаларда да асқын өткізгіштік құбылысы байқалмады
Асқын өткізгіштердің негізгі қасиеттері Өздерінің қасиеттеріне байланысты асқын өткізгіштер бірінші текті (таза металдар) және екінші текті (қоспалар) болып екіге бөлінеді.
1. Қалыпты күйден асқын өткізгіштік күйге өтудің критикалық температурасы. Әрбір асқын өткізгіштің өзіне ғана тән температурасы болады. Асқын өткізгіштік күйге өту болатын температуралық интервалдың ені бірінші текті асқын өткізгіштерде шамамен К және онда қоспалар мен дефектілерге байланысты артады.
0,025
0,05
0,075
0,1
0,125
4,0
4,2
4,1
4,3
4,4
T, K
R, Ом
сурет 9 сынап үлгісінің кедергісінің (R) температураға тәуелділігі
0,025
0,05
0,075
0,1
0,125
4,0
4,2
4,1
4,3
4,4
T, K
R, Ом
сурет 9 сынап үлгісінің кедергісінің (R) температураға тәуелділігі
2. -ның сыртқы магнит өрісі () шамасына тәуелділігі - көп болған сайын, сонша кем болады. (6.2-сурет).
Кейбір асқын өткізгіштерге арналған мен шамалары
кесте 1
заттар

, К
1,2
3,7
4,5
7,2
9,25
14,5
18,0
23,0
,
0,08
0,25
0,66
0,64
3,2
278
199
480

1
2
3
4
7
6
5
25
50
75
100

Қалыпты күй
Асқын өткізгіштік күй

Сурет 10 асқын өткізгіштік температурасына тәуелділігі
1
2
3
4
7
6
5
25
50
75
100

Қалыпты күй
Асқын өткізгіштік күй

Сурет 10 асқын өткізгіштік температурасына тәуелділігі
Бұл тәуелділіктен мынадай қорытынды шығады: магнит өрісінің кернеулігінің критикалық мәні () бар, ол асқын өткізгіштік күйді бұзады. (6.1 кестеде К
температурадағы мәндері берілген). Заттың асқын өткізгіштік күйден қалыпты күйге өтуін тудыратын
кернеулігі тең магнит өрісі критикалық өріс деп аталады. Берілген температурадағы анықтауға болатын теңдеу:

(6.1)
Мұндағы - температурадағы критикалық кернеулік, осы күйге өтудің критикалық температурасы.
Асқын өткізгіштердегі болуы күшті электромагниттер жасауға қиындық тудырады. Асқын өткізгіш арқылы өтетін ток магнит өрісін тудырады, ол сыртқы өріс сияқты асқын өткізгіштік күйді бұзады.. критикалық ток яғни кернеулігі тең магнит өрісін тудыратын ток. көп болған сайын, -да сонша артады.
3. Асқыш өткізгіш - идеал диэлектрик болып табылады. 1933 жылы Мейсснер және Оксенфельд асқын өткізгіштердің бірден-бір фундаментальды қасиеті - асқын өткізгіштен магнит өрісін итеріп тастау құбылысы (Мейсснер эффектісі). Бұл сыртқы өріс болған кезде асқын өткізгіштің идеал диэлектрик екендігін көрсетеді.
Ары қарай, Мейсснер эффектісі болған кезде, асқын өткізгіштік сыртқы қабатында (қалыңдығы 100 - 1000 Å ) тұйық өшпейтін ток индукцияланады және осы токтың магнит өрісі асқын өткізгіш қабатындағы сыртқы магнит өрісін компенсациялауға жеткілікті болады. Магнит өрісінің өту тереңдігі дегеніміз магнит өрісі е-есе азаятын қабат қалыңдығы.
4. Асқын өткізгіштікке өту (және керісінше) - екінші реттік фазалық ауысу. Металдардың жылу сиымдылығы тор мен электрондардың жылу сиымдылықтарының қосындысынан тұрады. Өте төмен температураларда :, . Асқын өткізгіштердің жылу сиымдылықтарын тура өлшеулер және болғанда, асқын өткізгіштердің жылу сиымдылығының секірмелі түрде олардың қалыпты ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.