Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области физики твёрдого тела.



Научное открытие "Явление осциляций термодинамических и кинетических свойств пленок твердых тел"

Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление осцилляции термодинамических и кинетических свойств – пленок твердых тел, обусловленное изменением электронных квантовых состояний в результате ограничения поперечного движения носителей заряда в пленках твердых тел".
Авторы: В. Н. Луцкий, В. Б. Сандомирский, Ю. Ф. Огрин, А. М. Косевич.
Номер и дата приоритета: № 182 от 21 мая 1953 г. (теоретическое обоснование) и 10 декабря 1965 г. (экспериментальное доказательство).


Описание открытия.
Доктора физико-математических наук В. Н. Луцкий и В. Б. Сандомирский (Институт физических проблем имени С. И. Вавилова АН СССР), кандидат физико-математических наук Ю. Ф, Огрин (Институт радиотехники и электроники АН СССР) и доктор физико-математических наук А. М. Косевич (Физико-технический институт низких температур АН УССР) открыли явление осцилляции термодинамических и кинетических свойств пленок твердых тел.

Ранее полагали, что уменьшение размеров кристаллического твердого тела до сколь угодно малых величин (пока оно еще остается кристаллом) либо не меняет его свойств, либо вызывает плавное, монотонное их изменение. Однако выяснилось, что при уменьшении размеров образца (например, толщины пленок) до величин, сравнимых с длиной волны де Бройля носителей тока (по представлениям квантовой механики, эта волна внутренне присуща всем микрочастицам) происходит резкое изменение зависимости электронных свойств исследуемого объекта от его размеров. Зависимость от толщины пленки удельного сопротивления, магнетосопротивления, теплоемкости, магнитного момента – словом, всех термодинамических и кинетических свойств образца – становится немонотонной, осциллирующей.

"Это новое неизвестное ранее макроскопическое проявление того, что из-за ограниченности поперечного движения электронов в пленке энергия их движения в этом направлении может принимать не любые, а избранные, дискретные значения, - рассказывает В. Н. Луцкий. - В свою очередь, этот факт немедленно приводит к изменению свойств коллектива частиц в пленке по сравнению с его свойствами в массивном кристалле. Наиболее ярко размерные осцилляции проявляются в полуметаллах (типа висмута) и полупроводниках с малой запрещенной зоной.

Открытие выявляет качественно новые возможности исследования фундаментальных свойств твердого тела, главным образом электронного энергетического спектра. Уже получены важные сведения об основных параметрах, характеризующих состояние и поведение носителей заряда в кристаллах. На основе открытия можно создать принципиально новый класс твердотельных электронных приборов. В отличие от приборов, принцип действия которых базируется на управлении кинетическими свойствами носителей заряда, здесь будет осуществляться непосредственное воздействие на энергетический спектр электронов. Другими словами, функционирование новых приборов может быть основано на возможности изменения состояния микрочастиц в пленке, а не только их движения. Особое внимание хотелось бы обратить на возможность создания функциональных микроэлектронных элементов, предназначенных для новых систем переработки информации. К таким элементам можно отнести, например, тоннельную структуру на тонких пленках. Её вольт-амперная характеристика состоит из отдельных пиков тока, числом и положением которых можно управлять. На одном таком элементе могут работать быстродействующие регистры, счетчики, логические элементы и элементы памяти.

Можно будет также создать элементы оптоэлектронных систем, таких, как пленочный плавно перестраиваемый по частоте лазер для инфракрасного и субмиллиметрового диапазона волн, селективные управляемые фильтры, детекторы и модуляторы электромагнитного излучения и т. д.".




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz