נגזרות נוסחאות לתהליכים המתרחשים בנקודות קוונטיות

נקודה קוונטית היא שבר של מוליך או מוליך למחצה שנושאי המטען שלו (אלקטרונים או חורים)

מוגבל בשטח בשלושתםמידות. גודלה של נקודה קוונטית חייב להיות קטן מספיק כדי שהשפעות קוונטיות יהיו משמעותיות. זה מושג אם האנרגיה הקינטית של האלקטרון גדולה באופן ניכר מכל סולמות האנרגיה האחרים: קודם כל, גדולה מהטמפרטורה, המתבטאת ביחידות אנרגיה.

רועי סאקנו

נקודה קוונטית (צהובה) המחוברת לשנייםאלקטרודות (כחולות). אלקטרונים המסתדרים לנקודה הקוונטית מהאלקטרודות מתקשרים זה עם זה ליצירת מצב קוונטי בקורלציה גבוהה המכונה "נוזל פרמי".

פיזיקאים יפנים פיתחו נוסחאות עבורלתאר את התופעה הפיזיקלית המתרחשת בתוך נקודות קוונטיות וחומרים ננומטריים אחרים. תהליך זה נקרא גם "אפקט קונדו": בשנת 1964, הפיזיקאי התיאורטי יוני קונדו תיאר את זה עבור כמה חומרים מגנטיים. כיום ידוע שהוא מופיע במערכות רבות אחרות, כולל נקודות קוונטיות.

בדרך כלל ההתנגדות החשמלית של מתכותיורד עם ירידה בטמפרטורה. עם זאת, זה לא עובד עם מתכות המכילות זיהומים מגנטיים זה קורה רק עד טמפרטורה קריטית. מעליו, ההתנגדות עולה ככל שהטמפרטורה יורדת.

על מנת לגזור את הנוסחה, המחבריםערכו תיאור מתמטי של התפתחות הענן הזה: הם התחילו עם מצב המערכת באפס מוחלט, שאליו ישים את מודל הנוזל התיאורטי המבוסס של פרמי ליצירת אינטראקציה עם אלקטרונים. וכצעד שני, הם הציגו תיקון שמתאר את תגובת המערכת להפרעות חיצוניות. 

כתוצאה מכך, הנוסחאות משקפות את עבודת האלקטרונים במערכות כאלה בשתי דרכים שונות

בקרוב ניתן יהיה לבדוק את התחזיות של הנוסחאות בניסוי. המחקר עבור פרויקט זה רק החל. 

אקירה אוגורי מנהלת מחקר באוניברסיטת אוסקה סיטי מהמכון לפיזיקה תיאורטית וניסויית

קרא עוד:

להב הברק הבוהק ביותר זורח על כדור הארץ. מה המשמעות של זה עבור כדור הארץ?

ראה את ה- ISS הטס בין צדק לשבתאי

"המחקר נכשל": בודקי ספוטניק V כבר לא יקבלו פלצבו