Mavzu: O’rta o’tkazuvchanlik va uning kvantomexanik talqini

|
Mavzu: O’rta o’tkazuvchanlik va uning kvantomexanik talqini
|
bet | 1/3 | Sana | 19.12.2023 | Hajmi | 70,59 Kb. | | #124223 |
Bog'liq Fizika
710-23 GURUX TALABASI SA’DULLAYEV MIRJALOL
Mavzu: O’rta o’tkazuvchanlik va uning kvantomexanik talqini.
Reja:
1.O`rta o’tkazuvchalik holatidagi modda xossalari
2. Magnit maydonida o`rta o`tkazuvchanlik hodisasi
3.O`rta o`tkazuvchanlikga elektr maydoning ta`s
Klassik elektron nazariyaga muvofiq metallarning solishtirma qarshiligi sovishda barcha temperaturalarda chekli, qolgan holda monoton kamayishi kerak. Qarshilikning bunday temperaturaviy bog`lanishi anchagina ham yuqori temperaturalarda kuzatiladi. Biroq temperaturalarni yetarlicha past (bir necha kelvin) olinsa, bu bog`lanish batamom boshqacha bo`ladi. Avvalo solishtirma qarshlik temperaturaga bog`liq bo`lmay qoladi va biror chegaraviy qoldiq qiymatga erishadi. Bu qiymat turli moddalar va hatto bir moddaning turli namunalari uchun ham turlicha bo`ladi. Bu qoldiq qarshilik, ayniqsa qotishmalarda katta bo`ladi, biroq sof metallarda ham bo`ladi. Tajribada metal qanchalik toza bo`lsa va tekshirilayotgan namuna qanchalik strukturaviy nuqsonlardan holi bo`lsa, qoldiq qarshili shuncha kichik bo`lishini ko`rsatadi.Agar temperaturа yanada pasaytirilsa, u holda ba`zi moddalarda ajoyib hodisa - o`rta o`tkazuvchanlik hodisasi kuzatiladi.
Absolyut nolga yaqin temperaturalarda ba`zi metallarning elektr qarshiligini birdaniga butunlay yo`qotish hodisasi bilan bog`liq o`rta o`tkazuvchanlik holati 1911-yilda gollandiyalik fizik G.Kamerling-Onnes tomonidan kashf qilingan. U toza simobning elektr qarshiligi juda past temperaturalarda birdaniga nolgacha kamayib ketishini aniqladi. Keyinchalik, ba`zi boshqa metallarda ham o`rta o`tkazuvchanlik hodisasi kuzatiladi.O`ta o`tkazgich orqali oqayotgan tok kuchi ma`lum o`tkazgich uchun belgilangan tok kuchidan juda katta va uzoq vaqt o`zgarmasdan saqlanishi kerak. Tajribalardan aniqlanishicha, o`ta o`tkazgichdan yasalgan berk zanjir bo`ylab elektr toki uch yil davomida intensivligi o`zgarmagan tarzda saqlaydi.Or`ta o`tkazuvchanlikning bu xossasi turli amaliy maqsadlarda foydalanish imkonini yaratishi mumkin.O`rta o`tkazuvchanlik hodisasi tashqi ta`sirlarga kuchli bog`liq.Masalan, materialning temperaturasining oshishi, elektr va magnet maydonlarning ta`siri tufayli moddaning o`rta o`tkazuvchanlik holati buziladi. Ushbu kurs ishimda moddalarning o`rta o`tkazuvchanlik holatidagi xossalari va ularga elektr va magnit maydonlarining ta`siri o`rganilib chiqiladi.
1. Hozirgi paytgacha o`rta o`tkazuvchanlik hodisasi ustida keng miqyosda izlanishlar olib borilmoqda va bu hodisani tushuntirish borasida katta yutuqlarga erishilgan. O`rganishlar asosida hozirgi vaqtda yigirmadan ortiq sof metallar, yuzdan ortiq qotishma va ximiyaviy birikmalardan iborat o`rta o`tkazgichlar aniqlangan. Shu narsa qizikki, odatdagi temperaturalarda eng yaxshi o`tkazgich bo`lib hisoblanadigan metallar absolyut nol temperaturada o`rta o`tkazgichlarga aylanmaydi. O`rta o`tkazgich holatning asosiy xususiyati 1933-yilda V.Meyssner va R.Oshenfeld tomonidan kashf qilingan va tashqi magnit maydonni o`rta o`tkazgich ichidan itarib chiqarish hodisasi Meyssner effektidan iborat. O`rta o`tkazgich ferromagnitga teskari ideal diamagnetik xossasiga ega. O`rta o`tkazgich ichida magnit maydon nolga teng. Meyssner effektini ichki maydonni o`zgarmasligidan iborat ideal o`tkazuvchanlikning zaruriy sharti deb hisoblash noto`g`ri ekanligini Maksvell tenglamalariga asoslangan analizdan ko`rinadi. Absolyut nolga yaqin temperaturalarda bir qator metall va qotishmalarning elektr qarshiliklari birdaniga sakrab nolga aylanadi, ya'ni modda o’rta o’tkazuvchanlik holatiga o'tadi. Bunday temperatura kritik temperatura deyiladi va Tk bilan belgilanadi. Turli metallar uchun Tk turlicha. Masalan, simob uchun Tk = 4,1 K, qo'rg’oshin uchun Tk = 7,3 K. Umuman Tk o’ta o’tkazuvchanlik kuzatiladigan o'tkazgichlarda 20 K Yuqori emas. Lekin, o'tao'tkazuvchan moddalarni Yuqori temperaturalarda ham hosil qilish bo'yicha ilmiy izlanishlar davom etib kelmoqda.1986 yilda Shvetsariyalik olimlar Dj.Bednorts va K. Myullerlar T=30 K dan Yuqori temperaturada keramika-lantan-bariy-mis-kislorod aralashmasidan iborat moddada o’rta o’tkazuvchanlik hodisasini ochdilar. O'sha yilning o'zida Yapo-niya, AQSh va Xitoyda ham keramika-lantan-strontsiy-mis-kisloroddan iborat qotishmada (T=40 50K) o'tao'tkazuvchan moddani hosil qildilar. Xuddi shuningdek, Rossiya fanlar akademiyasining fizika institutida A.Golovashkin rahbarligidagi laboratoriyada Yuqori temperaturali o'rta o'tkazuvchan modda hosil qilindi. Uning temperaturasi T=90 100 K ga teng. Hozirgi paytda AQSh va Rossiya fanlar akademiyasida keramik material-lardan tayyorlangan yangi o'tra o'tkazuvchan moddalar hosil qilingan bo'lib, ularda o’rta o’tkazuvchanlik hodisasi T=250K dan boshlab (-230) kuzatiladi. Lekin bu holat turg’un bo'lmay, ba'zan o'zining xossasini yo’qotadi. Hozirgi paytda bunday moddalarning o’rta o’tkazuvchanlik holatiga o'tishlarining tabiatini o'rganish va yangi o'rta o'tkazuvchan moddalarni aniqlash sohasida katta ilmiy tadqiqot ishlari davom etmoqda.
T ajribada o'rta o'tkazuvchanlik holatini ikki usulda kuzatish mumkin:
1. Tok o'tayotgan umumiy elektr zanjirga o'rta o'tkazgichdan iborat qismni qo’shish (ulash) yo'li bilan, bunda o'ta o'tkazuvchanlik holatga o'tayotganda qismning uchlaridagi potentsiallar ayrimasi (U= 2- 1=0) nolga aylanadi.
2. O'rta o'tkazuvchan moddadan yasalgan halqani unga perpendikulyar bo'lgan magnit maydoniga joylashtirgandan so'ng, halqa Tk dan past temperaturaga sovuganda magnit maydonini uzish
|
| |