អេឡិចត្រុងមានថាមពល

អេឡិចត្រុងអេឡិចត្រុងមានថាមពល

ក្នុង មេកានិចកង់ទិច អេឡិចត្រុងមាន បន្ទុកអគ្គីសនី និង ពេលម៉ាញ៉េ ដែលតម្លៃទាំងស្រុងស្មើទៅនឹង ម៉ាញ៉េម៉ុងប៊ុម ។ បច្ចេកវិទ្យាគណនាបច្ចេកវិទ្យានាពេលបច្ចុប្បន្នផ្តល់នូវការចោទប្រកាន់អេឡិចត្រុងនៅក្នុង ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ដើម្បីដំណើរការព័ត៌មាននិងការវិលអេឡិចត្រុងនៅក្នុង ឧបករណ៍ ផ្ទុកមេដែក ដើម្បីកកកុញវា។ វិស័យលេចធ្លោនៃ spintronics មានគោលបំណងក្នុងការបង្រួបបង្រួមប្រតិបត្តិការនៃប្រព័ន្ធរងទាំងនេះ។ សម្រាប់ការសម្រេចបាននូវគោលដៅនេះ, អេឡិចគួរត្រូវបានបង្វិលដោយវាលអគ្គិសនីប្រតិបត្តិនិង អនុភាព Dipole អគ្គិសនីបង្វិល ( EDSR ) ជាផ្នែកមួយនៃឧបករណ៍មានប្រសិទ្ធិភាពបំផុតសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវគោលដៅនេះ។ វាអនុញ្ញាត្តិឱ្យដំណើរការនៃ ការ ផ្លាស់ប្តូរ ឆ្អឹងវិល តាមរយៈការបន្លឺសំឡេង វាលអគ្គិសនី។

មាតិកា

 
  • ទ្រឹស្តី1
    • 1.1ផ្សំអេឡិចត្រុងទៅនឹងវាលអគ្គីសនីដោយប្រើអាតូមនិងអាតូម
    • 1.2យន្តការមូលដ្ឋាននៅក្នុងគ្រីស្តាល់
      • 1.2.1ប្រភពដើមនៃអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃអេឌីអេសអេច: ទ្រឹស្ដីសាមញ្ញនិងយន្តការរូបវិទ្យា
  • 2ពិសោធន៍
  • 3កម្មវិធី
  • 4សូមមើលផងដែរ
  • 5អានបន្ថែម

ទ្រឹស្ដី 

អាំងតេក្រាលអាតូមអេឡិចត្រុង ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា អេឡិចត្រុងអាំងតង់ស៊ីតេប៉ារ៉ាម៉េ នគឺដោយសារតែគូស្វាម៉ីភឺម៉ាញ៉េទិក ទៅវាលម៉ាញ៉េទ័រខាងក្រៅ តាមរយៈ Hamiltonian ពិពណ៌នាអំពី ភាពស្រពេចស្រពិល របស់វា ។ ពេលម៉ាញ៉េត្រូវបានទាក់ទងទៅនឹង សន្ទុះ អេឡិចត្រុង ជ្រុង  ដូច ដែលជាកន្លែង នេះគឺជា ដី ក្រាម -factor ។ សម្រាប់អេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃនៅក្នុងការខ្វះចន្លោះ។ អន្តរកម្ម Larmor quantizes កម្រិតថាមពលអេឡិចនៅក្នុងការបង្វិល DC វាលម៉ាញេទិក ដូច និងជា resonant AC វាលម៉ាញេទិក  នៃភាពញឹកញាប់ លទ្ធផលនៅក្នុង អេឡិចត្រុង paramagnetic resonance ។

បន្សំអេឡិចត្រុងទៅនឹងវាលអគ្គីសនីក្នុងអាប់ដេតនិងអាតូម

អេឡិចត្រុងផ្លាស់ប្តូរក្នុងការខ្វះចន្លោះនៅក្នុងមួយ AC វាលអគ្គិសនីមើលឃើញ, នេះបើយោងតាមការ ផ្លាស់ប្តូរ Lorentz, វាលម៉ាញេទិច ac មួយនៅ កណ្តាលនៃ ប្រព័ន្ធ ដ៏ធំមួយ។ ទោះយ៉ាងណាសម្រាប់អេឡិចត្រុងយឺត ៗវាលនេះខ្សោយណាស់ដែលឥទ្ធិពលរបស់វាអាចមិនត្រូវបានគេយកចិត្តទុកដាក់។ នៅក្នុងអាតូមអុបទិកអេឡិចត្រុងនិងវិលវល់ត្រូវបានផ្សំគ្នាដោយសារតែវាលអគ្គីសនីនៃស្នូលដូចខាងក្រោមនេះមកពី សមីការឌីរ៉ាក ។ គូស្វាមីភរិយានេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា អន្តរកម្ម spin-orbit ដែលមានទំហំតូចនៅក្នុង ថេររចនាសម្ព័ន្ធល្អ ។ ទោះជាយ៉ាងណាថេរនេះលេចឡើងនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយចំនួនអាតូមមួយ ដូច, [1] ហើយផលិតផលនេះគឺមានលំដាប់នៃការរួបរួមរួចទៅហើយនៅក្នុងពាក់កណ្តាលនៃ តារាងតាមកាលកំណត់នេះ ។ ការបង្កើនការផ្គូផ្គងរវាងគំលាតគន្លងនិងវិលនេះមានប្រភពចេញពីអេឡិចត្រូនិចដ៏ខ្លាំងក្លានិងល្បឿនអេឡិចត្រុងនៅជិតនុយគ្លី។ ខណៈពេលដែលយន្ដការនេះត្រូវបានរំពឹងថាប្តីប្រពន្ធផងដែរបង្វិលអេឡិចត្រុងដើម្បី ac វាលអគ្គិសនី, ដូចមានប្រសិទ្ធិភាពមួយត្រូវបានគេប្រហែលជាមិនដែលសង្កេតឃើញនៅក្នុង spectroscopy បរមាណូ។

យន្តការមូលដ្ឋាននៅក្នុងគ្រីស្តាល់ 

សំខាន់ជាងនេះទៅទៀតការបង្កើនគម្លាតគន្លងគោចរនៅក្នុងអាតូមនេះបកប្រែទៅ ជាគន្លង spin-orbiting នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ដែលបានបង្កើតឡើងពីអាតូមឬអ៊ីយ៉ុងដូចជាអាចមានភាពខ្លាំងសូម្បីតែអេឡិចត្រុងយឺត។ វាក្លាយជាផ្នែកមួយដ៏សំខាន់នៃ រចនាសម្ព័ន្ធក្រុម នៃវិសាលគមថាមពលរបស់ពួកគេ។ សមាមាត្រនៃការបែកចង្កូតវិលជុំនៃបន្ទះទៅ គម្លាតហាមឃាត់ ក្លាយទៅជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលវាយតំលៃប្រសិទ្ធិភាពនៃការផ្គុំគន្លង spin-orbit ហើយវាជាទូទៅនៃលំដាប់នៃការរួបរួម។
ជាលទ្ធផលអេឡិចត្រុងយឺត ៗ ក្នុងអង្គធាតុរឹងមានគូស្វាញវិលជុំយ៉ាងខ្លាំង។ នេះមានន័យថា Hamiltonian នៃអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃក្នុងគ្រីស្តាល់មួយរួមបញ្ចូលទាំងផ្នែកខាងចំហៀងជាមួយ electronics quasimomentum ក៏ ម៉ាទីប៉ូល និងពាក្យដែលរួមបញ្ចូលទាំងពីររបស់ពួកគេគឺមិនតូចទេ។ ការផ្សំអេឡិចត្រុងទៅនឹង អេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ខាងក្រៅ អាចរកឃើញដោយការជំនួសដូចដែលត្រូវបានទាមទារដោយការ ផ្លាស់ប្តូររង្វាស់ នៃទ្រឹស្ដីនៅទីនេះគឺ សក្តានុពលវ៉ិចទ័រ ហើយការជំនួសត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា Peierls ជំនួស។ ហើយដោយសារតែវាលអគ្គិសនីវាត្រូវបានគេភ្ជាប់ទៅអេឡិចត្រុងហើយអាចបង្កើត ដំណើរផ្លាស់ប្តូរ វិល ។
អនុភាពបង្កើនបន្ថយ Dipole អគ្គិសនី (EDSR) គឺជា អនុភាពបង្កើនបន្ថយអេឡិច ជំរុញដោយ resonant AC វាលអគ្គិសនី ។ ពីព្រោះ ប្រវែង Compton សង់ទីម៉ែត្រចូលទៅក្នុង មេដែកប៊ឺរ និងការត្រួតពិនិត្យគូនៃអេឡិចត្រុងទៅ វាលម៉ាញេទិច acខ្លីច្រើនជាងប្រវែងលក្ខណៈទាំងអស់នៃ រូបវិទ្យារដ្ឋរឹង , EDSR អាចជាបានដោយការបញ្ជារបស់ magnitude ខ្លាំងជាង អេឡិចអនុភាព paramagnetic ជំរុញដោយ AC វាលម៉ាញេទិក។ EDSR ត្រូវបានស្នើឡើងដោយ Rashba ។
EDSR ជាធម្មតាខ្លាំងបំផុតនៅក្នុងសមា្ភារៈដោយគ្មានមជ្ឈមណ្ឌលច្រាសដែលការធ្លាក់ចុះពីរដងនៃវិសាលគមថាមពលត្រូវបានលើកនិងពេលវេលាស៊ីមទ័រ Hamiltonians រួមបញ្ចូលទាំងផលិតផលរបស់ ម៉ាទីនម៉ារីស  និងអំណាចសេសនៃ quasimomentum ។ ក្នុងករណីបែបនេះអេឡិចត្រុងវិលត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់ជាមួយវ៉ិចទ័រ - សក្តានុពលនៃវាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ គួរអោយកត់សំគាល់ EDSR លើអេឡិចត្រុងដោយស្វ័យប្រវត្តិអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញមិនត្រឹមតែភាពញឹកញាប់នៃប្រេកង់ប៉ុន្តែក៏នៅបន្សំលីនេអ៊ែររបស់វាជាមួយ ប្រេកង់ ស៊ីតូស៊ីរ៉ុន។ នៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកតូចចង្អៀតដែលមានមជ្ឈមណ្ឌលច្រាសចង្វាក់ EDSR អាចលេចចេញជារូបរាងដោយផ្ទាល់ពីចរន្តអគ្គិសនី ទៅកូអរដោនេដែលមិនធម្មតា សូមមើល អន្តរកម្ម Spin ឬតារាវិទូ ។
EDSR ត្រូវបានអនុញ្ញាតិឱ្យប្រើជាមួយអ្នកដឹកជញ្ជូនដោយឥតគិតថ្លៃនិងអេឡិចត្រុងដែលជាប់នឹងពិការភាព។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយសម្រាប់ដំណើរផ្លាស់ប្តូររវាង បន្ទាត់ភ្ជាប់ Kramers conjugate ចែងថាអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វាត្រូវបានបង្ក្រាបដោយកត្តាមួយ ដែលជាកន្លែង  គឺជាការបំបែករវាងកម្រិតជាប់គ្នានៃចលនាគន។

ប្រភពដើមនៃអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃ EDSR: ទ្រឹស្ដីសាមញ្ញនិងយន្តការកាយ 

ដូចមានចែងខាងលើយន្តការនានារបស់ EDSR ដំណើរការនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ផ្សេងៗ។ យន្ដការនៃប្រសិទ្ធិភាពខ្ពស់ទូទៅរបស់វាត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោមដែលត្រូវបានអនុវត្តទៅអេឡិចត្រុនៅក្នុង Semiconductors គម្លាតផ្ទាល់នៃប្រភេទ InSb ។ ប្រសិនបើមានគម្លាតវិលជុំ - បំបែកកម្រិតថាមពល គឺប្រៀបធៀបទៅនឹងគម្លាតហាមឃាត់ ដែលជាម៉ាស់អេឡិចត្រុងដ៏មានប្រសិទ្ធិភាព និង g -factor របស់វា អាចត្រូវបានវាយតម្លៃនៅក្នុងគ្រោងការណ៍នៃគ្រោងការណ៍ Kane មើល [[[ ទ្រឹស្តីអវិជ្ជមាន]]
,,
ដែលជាកន្លែង  គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រ coupling រវាងអេឡិចត្រុងជាក្រុម valence មួយនិង  គឺម៉ាសអេឡិចត្រុងនៅក្នុងការខ្វះខាត។
ការជ្រើសរើស យន្តការ ភ្ជាប់គន្លងវិល - គន្លង ដោយផ្អែកលើកូអរដោនេដែលមិនធម្មតា(សូមមើល ការផ្គុំគន្លងវិលជុំ ) ក្រោមលក្ខខណ្ឌ, យើង មាន
ដែលជាកន្លែង គឺអេឡិចត្រុង quasimomentum ។ បន្ទាប់មកថាមពលនៃអេឡិចត្រុងក្នុង AC វាលអគ្គិសនី គឺ
អេឡិចត្រុងមួយកំពុងផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសូលុយស្យុងដែលមានល្បឿន នៅក្នុង ac វាលអគ្គិសនីមើលឃើញ, នេះបើយោងតាមការ ផ្លាស់ប្តូរ Lorentz វាលម៉េញ៉េមានប្រសិទ្ធិភាព។ ថាមពលរបស់វានៅក្នុងវាលនេះ
ដែលជាកន្លែង  គឺម៉ាញ៉េតូ Bohr និង គឺជាល្បឿននៃពន្លឺ។ សមាមាត្រនៃថាមពលទាំងនេះ
កន្សោមនេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាតើឥទ្ធិពលនៃ EDSR លើ អេឡិចត្រុងអេឡិចត្រុងអិច ចេញមកពីណា។ ភាគយក0.5MeV នៃកត្តាទីពីរគឺពាក់កណ្តាលនៃគម្លាត Dirac ខណៈពេល គឺជាមាត្រដ្ឋានអាតូមិក, 1 វ៉េ។ យន្តការខាងក្រោយនៃការរីកចំរើននេះគឺផ្អែកទៅលើការពិតដែលថានៅខាងក្នុងអេឡិចត្រុងអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីក្នុងវាលស្នូលនៃស្នូលហើយនៅពាក់កណ្តាល តារាងតាមកាលកំណត់ ផលិតផល នៃចំនួនអាតូម និង ថេររចនាសម្ព័ន្ធល្អ គឺជាលំដាប់នៃការរួបរួមហើយវាគឺជាផលិតផលនេះដែលដើរតួនាទីនៃថេរបណ្តុំប្រសិទ្ធិភាព។ បង្វិលគូស្វាម៉ីភរិយា ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយយើងគួរចងចាំថាអំណះអំណាងខាងលើដោយផ្អែកលើ ការ ប៉ាន់ស្មាន ម៉ាស់មានប្រសិទ្ធភាព មិនត្រូវបានអនុវត្តទៅអេឡិចត្រុងដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៅកណ្តាលនៃមាត្រដ្ឋានអាតូមិកទេ។ ចំពោះពួកវា អេឡិចត្រុងអេឡិចត្រុង្យ៉ុង ជាទូទៅជាយន្តការលេចធ្លោ។ពិសោធន៍ 
EDSR ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាលើកដំបូងដោយពិសោធន៍ជាមួយក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃនៅក្នុង Indium antimonide (InSb) ដែលជាឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមាន គន្លឹះបង្កើនគន្លងវិល ។ ការសង្ខបដ្លបានធ្វើឡើងតាមល័ក្ខខ័ណ្ឌពិសោធន៍ផ្ស្ង ៗ គ្នាបានអនុញ្ញ្តិឱ្យធ្វើនិងសង្ក្តរកយន្តការនានារបស់ EDSR ។ នៅក្នុងសម្ភារៈកខ្វក់មួយកណ្តឹង បានសង្កេតឃើញបន្ទាត់ EDSR ដែលតូចចង្អៀតក្នុងចលនាប្រេកង់ធៀបនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃ ក្រុមតន្ត្រី ស៊ីដនី ។ MacCombe et al ។ ធ្វើការជាមួយ InSb ដែលមានគុណភាពខ្ពស់សង្កេតឃើញអេសូទ័រ EDSR ជំរុញដោយ យន្តការនៅប្រេកង់ combinational  ដែលជាកន្លែង គឺ ប្រេកង់ ស៊ីណូស៊ីតុន ។ រង្វង់ EDSR ដែលមានការបង្វែរទិសដៅដោយមិនរអាក់រអួល ការភ្ជាប់សុដន់របស់គូស្នេហ៍ Dresselhaus ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុង InSb តាមប្រេកង់វិលដោយ Dobrowolska et al ។គូស្វាម៉ីភរិយាបង្កើនបន្ថយតារាវិថី នៅក្នុង n -Ge ដែលបង្ហាញរាងវាតាមរយៈអេឡិចត្រុ anisotropic យ៉ាងខ្លាំង ក្រាម លទ្ធផល -factor ក្នុង EDSR តាមរយៈការបំបែកស៊ីមេទ្រីបកប្រែដោយវាលអគ្គិសនី inhomogeneousដែលលាយមុខងាររលកនៃជ្រលងខុសៗគ្នា។អ៊ីអេសអ៊ីអេសអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដបានសង្កេតឃើញនៅក្នុងអេឡិចត្រូនិកអេឡិចត្រូនិកស៊ីឌីអិនអេឌីMnអេកត្រូវបានគេភ្ជាប់ដើម្បី បង្វិលគន្លងគោចរ តាមរយៈវាលផ្លាស់ប្តូរមនុស្សមិនមានលក្ខណៈដូចគ្នា។ អេឌីអេសអេហ្វ (EDSR) ត្រូវបានគេសង្កេតនិងសិក្សាលើប្រព័ន្ធផ្ទុកទិន្នន័យដែលមានបីសណ្ឋាន (3D) រួមទាំងការបែកបាក់នៅក្នុងស៊ី។ ធាតុមួយដែលមានគន្លឹះ spin-orbit យ៉ាងខ្លាំង ។ រាល់ការសាកល្បងទាំងអស់ខាងលើត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃត្រីមាត្រ (3D) ។
កម្មវិធី 
កម្មវិធីសំខាន់នៃ EDSR ត្រូវបានរំពឹងថាក្នុង កុំព្យូទ័រ និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក spintronics ហើយបច្ចុប្បន្នត្រូវបានផ្តោតទៅលើប្រព័ន្ធទាបវិមាត្រ។ គោលដៅចម្បងមួយរបស់វាគឺការរៀបចំលឿននៃការវិលអេឡិចត្រុងបុគ្គលនីមួយៗតាមខ្នាត nanometer ដូចជាឧទាហរណ៏ក្នុង ចំនុច Quantum ប្រហែល 50 nm ។ ចំនុចបែបនេះអាចដើរតួនាទីជា qubits នៃសៀគ្វីកុំព្យូទ័រ Quantum ។ វាលម៉ាញ៉េដែលអាស្រ័យពេលវេលា ជាក់ស្តែងមិនអាចដោះស្រាយការវិលជុំរបស់អេឡិចត្រុងនីមួយៗនៅតាមខ្នាតបែបនេះទេប៉ុន្តែការបង្វិលបុគ្គលនីមួយៗអាចត្រូវបានដោះស្រាយបានយ៉ាងល្អដោយដែនអគ្គីសនីដែលពឹងផ្អែកលើពេលវេលា ផលិតដោយច្រកទ្វារ nanoscale ។ យន្តការមូលដ្ឋានទាំងអស់នៃ EDSR ដែលបានរាយខាងលើត្រូវបានដំណើរការនៅក្នុង ចំណុចកង់ទិច ,ប៉ុន្តែនៅក្នុងការសមាសធាតុផ្សំគ្នានៃ អ៊ីន អេឡិចត្រុងទៅនឹងល្បែងនុយក្លេអ៊ែរដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ដើម្បីទទួលបាននូវល្បឿន qubits ដែលដំណើរការដោយ EDSR  ត្រូវការ nanostructures ជាមួយ coupling spin-orbiting យ៉ាងខ្លាំង ។ សម្រាប់ អន្តរកម្ម Rashba កម្លាំងនៃអន្តរកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយមេគុណ ។ នៅក្នុង ខ្សែកាប Quantum InSb ទំហំនៃ នៃមាត្រដ្ឋានបរមាណូប្រហែល 1 អេវីត្រូវបានសម្រេចរួចហើយ។ មធ្យោបាយផ្សេងគ្នាសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវ qubits បង្កើនល្បឿនលឿនដោយផ្អែកលើចំណុច Quantum ដែលប្រតិបត្តិដោយ EDSR កំពុងប្រើ nanomagnets ផលិតវាលម៉ាញ៉េមិនធម្មតាមើលឃើញ អន្តរកម្ម spin ឬតារាវិទូ ។
សូមមើលផងដែរ 
  • ម៉ាស់ប្រសិទ្ធិភាព (រូបវិទ្យារឹងរបស់រដ្ឋ)
  • អាំងតេក្រាលប៉ារ៉ាមិចអេឡិចត្រុង
  • គូស្វាម៉ីភរិយា Hyperfine
  • g -factor, Landé g -factor
  • ការផ្ទុកម៉ាញ៉េ
  • ការគណនា Quantum
  • Qubit
  • ផលប៉ះពាល់ Rashba
  • គូស្វាប់គន្លងគន្លងគោចរ
  • Spintronics
អានបន្ថែម 
  • Y. Yafet, កត្តា G និងការសំរាកលំហែអ័ក្សអេឡិចត្រូនិកនៃអេឡិចត្រុង។ 14 , 1-98 (Academic, NY) ឆ្នាំ 1963 ។
  • EI Rashba និង VI Sheka អ័ក្សអេឡិចត្រូនិកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៅក្នុង ដី Land Level Spectroscopy (ហូឡង់ខាងជើងទីក្រុងអាំស្ទែរដាំ) ឆ្នាំ 1991 ទំព័រទំ។ 131-206 ។
  • GL Bir និង GE Pikus, ឥទ្ធិពលស៊ីមេទ្រីនិងឥទ្ធិពលប៉ះពាល់ដល់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក (Wiley, ញូវយ៉ក) ឆ្នាំ 1975 ។
First