當(dāng)粒子尺寸下降到某一值時(shí),金屬費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象和納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的最高被占據(jù)分子軌道和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí),能隙變寬現(xiàn)象均稱為量子尺寸效應(yīng)。早在20世紀(jì)60年代,久保(Kubo)采用一電子模型求得金屬納米晶粒的能級(jí)間距δ為:δ=4Ef/3N
式中:Ef為費(fèi)米勢(shì)能,N為粒子中的總電子數(shù)。該式指出能級(jí)的平均間距與組成粒子中的自由電子總數(shù)成反比。能帶理論表明,金屬費(fèi)米能級(jí)附近電子能級(jí)一般是連續(xù)的,這一點(diǎn)只有在高溫或宏觀尺寸情況下才成立。對(duì)于只有有限個(gè)導(dǎo)電電子的超微粒子來(lái)說(shuō),低溫下能級(jí)是離散的,對(duì)于宏觀物質(zhì)包含無(wú)限個(gè)原子(即導(dǎo)電電子數(shù)N→∞),由上式可得能級(jí)間距δ→0,即
根據(jù)金屬能帶單電子近似理論,對(duì)于三維情況,若將電子看成是完全自由的,則能帶密度N(E)正比于體積V。一般情況下由于體積V很大,能帶密度N(E)很高,故可以認(rèn)為導(dǎo)帶電子,所以說(shuō)是費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)發(fā)生分裂。2100433B
英文名稱:The quantum size effect
當(dāng)為巖層時(shí),大直徑樁尺寸效應(yīng)系數(shù)怎么取值
我理解為:土層部分考慮大直徑的尺寸效應(yīng),按照建筑樁基規(guī)范表5.3.6-2取值,而嵌巖部分因巖石的應(yīng)力釋放較小并沒有出現(xiàn)明顯的側(cè)壁松弛所以不考慮尺寸效應(yīng)。
電視機(jī)的大小是以屏幕的對(duì)角線長(zhǎng)度來(lái)衡量的。我們通常說(shuō)的29英寸、34英寸等等指的就是這個(gè)指標(biāo)。我們來(lái)看下這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是怎么算的,按照1英寸=2.5399998厘米(我們?cè)谶@里按2.54計(jì)算)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算,...
抽屜面板的長(zhǎng)度=安裝抽屜內(nèi)凈空長(zhǎng)度-2×2(mm); 大部分算抽屜體積那是要的外尺寸,偶爾算抽屜容量如下:抽屜面板的長(zhǎng)度=安裝抽屜內(nèi)凈空長(zhǎng)度-2×2(mm); 抽屜面板的高度=安裝...
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土體抗剪強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)——從材料的微觀力學(xué)性質(zhì)人手,用纖維束強(qiáng)度理論,得到了材料的宏觀統(tǒng)計(jì)力學(xué)效應(yīng).以土力學(xué)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中廣泛采用的小尺寸、中尺寸和大尺寸實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),對(duì)某土體強(qiáng)度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析和蒙特卡洛模擬,統(tǒng)計(jì)結(jié)果揭示了土體強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)尺寸效應(yīng)....
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雙排樁尺寸效應(yīng)的有限元分析——在雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)中,尺寸效應(yīng)(文中主要考慮樁距和開挖寬度)是一個(gè)需要考慮的重要因素.為此,采用有限元程序ABAQUS建立雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的有限元模型,以接觸面的形式考慮了樁土的相互作用,分析了深基坑開挖中雙排樁的樁距和開挖...
量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及量子隧道效應(yīng)都是納米微粒與納米固體的基本特性。除此之外,納米材料還有在此基礎(chǔ)上的介電限域效應(yīng)、表面缺陷、量子隧穿等。這些特性使納米微粒和納米固體表現(xiàn)出許多奇異的物理、化學(xué)性質(zhì),出現(xiàn)一些“反?,F(xiàn)象”。例如金屬為導(dǎo)體,在低溫時(shí)納米金屬微粒由于量子尺寸效應(yīng)會(huì)呈現(xiàn)電絕緣性;一般PbTiO3,BaTiO3和SrTiO3等是典型鐵電體,但當(dāng)其尺寸進(jìn)入納米數(shù)量級(jí)就會(huì)變成順電體;鐵磁性的物質(zhì)進(jìn)入納米尺度(~5nm)時(shí),由多疇變成單疇,于是顯示極強(qiáng)順磁效應(yīng);當(dāng)粒徑為十幾納米的氮化硅微粒組成了納米陶瓷時(shí),已不具有典型共價(jià)鍵特征,界面鍵結(jié)構(gòu)出現(xiàn)部分極性,在交流電下電阻很??;化學(xué)惰性極高的金屬鉑制成納米粒子(鉑黑)后,卻成為活性極好的催化劑;金屬由于光反射現(xiàn)象呈現(xiàn)出各種美麗的顏色,而金屬的納米粒子光反射能力顯著降低,通??傻陀?%,由于小尺寸和表面效應(yīng)使納米粒子對(duì)光吸收表現(xiàn)極強(qiáng)能力;由納米粒子組成的納米固體在較寬譜范圍顯示出對(duì)光的均勻吸收性,納米復(fù)合多層膜在7~17GHz頻率的吸收峰高達(dá)14dB,在10dB水平的吸收頻寬為2GHz;顆粒為6nm的納米Fe晶體的斷裂強(qiáng)度較之多晶Fe提高12倍;納米Cu晶體自擴(kuò)散是傳統(tǒng)晶體的1016至1019倍,是晶界擴(kuò)散的103倍;納米金屬Cu的比熱是傳統(tǒng)純Cu的兩倍;納米固體Pd熱膨脹提高一倍;納米Ag晶體作為稀釋致冷機(jī)的熱交換器效率較傳統(tǒng)材料高30%;納米磁性金屬的磁化率是普通金屬的20倍,而飽和磁矩是普通金屬的1/2 。2100433B
人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量,例如微顆粒的磁化強(qiáng)度,量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效應(yīng),稱為宏觀的量子隧道效應(yīng)。早期曾用來(lái)解釋納米鎳粒子在低溫繼續(xù)保持超順磁性。來(lái)人們發(fā)現(xiàn)Fe-Ni薄膜中疇壁運(yùn)動(dòng)速度在低于某一臨界溫度時(shí)基本上與溫度無(wú)關(guān)。于是,有人提出量子理想的零點(diǎn)震動(dòng)可以在低溫起著類似熱起伏的效應(yīng)。從而使零溫度附近微顆粒磁化矢量的重取向,保持有限的馳豫時(shí)間,即在絕對(duì)零度仍然存在非零的磁化反轉(zhuǎn)率。宏觀量子隧道效應(yīng)的研究對(duì)基礎(chǔ)研究及實(shí)用都有著重要的意義,它限定了磁帶、磁盤進(jìn)行信息貯存的時(shí)間極限。量子尺寸效應(yīng),隧道效應(yīng)將會(huì)是未來(lái)電子器件的基礎(chǔ),或者它確立了現(xiàn)存微電子器件進(jìn)一步微型化的極限。當(dāng)電子器件進(jìn)一步細(xì)微化時(shí),必須要考慮上述的量子效應(yīng)。
量子隧道效應(yīng)是基本的量子現(xiàn)象之一,即當(dāng)微觀粒子的總能量小于勢(shì)壘高度時(shí),該粒子仍能穿越這一勢(shì)壘。按經(jīng)典理論,粒子為脫離此能量的勢(shì)壘,必須從勢(shì)壘的頂部越過(guò)。但由于量子力學(xué)中的量子不確定性,時(shí)間和能量為一組共軛量。在很短的時(shí)間中(即時(shí)間很確定),能量可以很不確定,從而使一個(gè)粒子看起來(lái)像是從“隧道”中穿過(guò)了勢(shì)壘。在諸如能級(jí)的切換,兩個(gè)粒子相撞或分離的過(guò)程(如在太陽(yáng)中發(fā)生的僅約1000萬(wàn)攝氏度的“短核聚變”)中,量子隧道效應(yīng)經(jīng)常發(fā)生 。