Cząstka w pudle potencjału. Jan Bojanowski 201034 Nowoczesna synteza i analiza organiczna



Podobne dokumenty
Wprowadzenie do struktur niskowymiarowych

Mechanika kwantowa. Erwin Schrödinger ( ) Werner Heisenberg

gęstością prawdopodobieństwa

WYKŁAD 15. Gęstość stanów Zastosowanie: oscylatory kwantowe (ª bosony bezmasowe) Formalizm dla nieoddziaływujących cząstek Bosego lub Fermiego

Informacje wstępne. Witamy serdecznie wszystkich uczestników na pierwszym etapie konkursu.

Statystyka nieoddziaływujących gazów Bosego i Fermiego

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Kwantowe stany splątane. Karol Życzkowski Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński 25 kwietnia 2017

Studnie i bariery. Fizyka II, lato

półprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki

Wprowadzenie do ekscytonów

Nieskończona jednowymiarowa studnia potencjału

Doświadczenie Younga Thomas Young. Dyfrakcja światła na dwóch szczelinach Światło zachowuje się jak fala - interferencja

Wstęp do astrofizyki I

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek

Stara i nowa teoria kwantowa

Rozwiązania zadań z podstaw fizyki kwantowej

Oddziaływania fundamentalne

r. akad. 2012/2013 wykład III-IV Mechanika kwantowa Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Mechanika kwantowa

Wykład FIZYKA II. 12. Mechanika kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Podstawy fizyki wykład 2

Wykład Budowa atomu 2

Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Funkcja falowa Równanie Schrödingera

V. RÓWNANIA MECHANIKI KWANTOWEJ

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

6. Emisja światła, diody LED i lasery polprzewodnikowe

Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera

Kwantowanie przewodności elektrycznej w nanodrutach

Jak matematycznie opisać własności falowe materii? Czym są fale materii?

Jak matematycznie opisać własności falowe materii? Czym są fale materii?

Chemia teoretyczna I Semestr V (1 )

Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych

Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera

Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

Przejścia kwantowe w półprzewodnikach (kryształach)

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy

Teoria pasmowa ciał stałych

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Absorpcja związana z defektami kryształu

Czym jest prąd elektryczny

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

Bizantyńscy generałowie: zdrada, telekomunikacja i fizyka

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM Fizyka Poziom rozszerzony. Listopad 2015

( Kwantowe ) zasady nieoznaczoności Heisenberga. a rozmiar ( grawitacyjnej ) czarnej dziury; Wstęp do teorii strun

Struktura energetyczna ciał stałych. Fizyka II, lato

Światło fala, czy strumień cząstek?

h 2 h p Mechanika falowa podstawy pˆ 2

Temat: Przykłady zjawisk kwantowych.

Repeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj

Jednowymiarowa mechanika kwantowa Rozpraszanie na potencjale Na początek rozważmy najprostszy przypadek: próg potencjału

Wykład VI. Teoria pasmowa ciał stałych

Wykład III. Teoria pasmowa ciał stałych

Numeryczne rozwiązanie równania Schrodingera

Pasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka

Skalowanie układów scalonych

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

Teoria grawitacji. Grzegorz Hoppe (PhD)

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Atomowa budowa materii

λ(pm) p 1 rozpraszanie bez zmiany λ ze wzrostem λ p e 0,07 0,08 λ (nm) tł o

Studnie i bariery. Nieskończona studnia potencjału

Repeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n

Niższy wiersz tabeli służy do wpisywania odpowiedzi poprawionych; odpowiedź błędną należy skreślić. a b c d a b c d a b c d a b c d

Kwantowa natura promieniowania

1. Matematyka Fizyki Kwantowej: Cześć Druga

Wytwarzanie niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych

FALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N

Ładunki elektryczne. q = ne. Zasada zachowania ładunku. Ładunek jest cechąciała i nie można go wydzielićz materii. Ładunki jednoimienne odpychają się

Grafen materiał XXI wieku!?

Termodynamika. Część 11. Układ wielki kanoniczny Statystyki kwantowe Gaz fotonowy Ruchy Browna. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Zespolona funkcja dielektryczna metalu

Nanostruktury i nanotechnologie

Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja

Struktura energetyczna ciał stałych

Wielcy rewolucjoniści nauki

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

Energetyka jądrowa. Energetyka jądrowa

n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)

CZAS I PRZESTRZEŃ EINSTEINA. Szczególna teoria względności. Spotkanie II ( marzec/kwiecień, 2013) ZADANIA

WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

Statystyki kwantowe. P. F. Góra

Zadania z mechaniki kwantowej

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Fizyka statystyczna Zwyrodniały gaz Fermiego. P. F. Góra

Wzrost pseudomorficzny. Optyka nanostruktur. Mody wzrostu. Ekscyton. Sebastian Maćkowski

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

IX. MECHANIKA (FIZYKA) KWANTOWA

Nowoczesna fotowoltaika Immergas - efektywne wytwarzanie prądu i ciepła

Kwantowe stany splątane w układach wielocząstkowych. Karol Życzkowski (UJ / CFT PAN) 44 Zjazd PTF Wrocław, 12 września 2017

Równanie falowe Schrödingera ( ) ( ) Prostokątna studnia potencjału o skończonej głębokości. i 2 =-1 jednostka urojona. Ψ t. V x.

TEORIA ERGODYCZNA. Bartosz Frej Instytut Matematyki i Informatyki Politechniki Wrocławskiej

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 26, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Mechanika klasyczna zasada zachowania energii. W obszarze I cząstka biegnie z prędkością v I, Cząstka przechodzi z obszaru I do II.

Transkrypt:

Cząstka w pudle potencjału Jan Bojanowski 201034 Nowoczesna synteza i analiza organiczna 1

Plan prezentacji Czym jest cząstka w pudle potencjału? Czym się różni od piłki w pudle kartonowym? Teoria jednowymiarowego pudła potencjału Rozszerzenie na więcej wymiarów Zastosowania modelu w nowoczesnych technologiach 2

Czym jest cząstka w pudle potencjału? Pudło potencjału: Obszar o szerokości L o zerowym potencjale, ograniczony nieskończonym potencjałem. Rozmiary nanometrowe Cząstka w pudle: Klasyczna cząstka, np. elektron Kwazicząstka, np. ekscyton Skwantowana energia 3

Różnice między modelem klasycznym, a kwantowym Pudło z piłką: dowolna energia (prędkość) Pudło potencjału: tylko określone poziomy energetyczne prawdopodobieństwo znalezienia piłki jest takie samo w całej objętości pudełka (jeśli uwzględnilibyśmy grawitację, to większe na spodzie pudełka) cząstka nie może się zatrzymać zróżnicowana gęstość prawdopodobieństwa znalezienia cząstki (w tym zerowa w węzłach) 4

Kwantowy model pudła potencjału Model cząstki w pudle potencjału jest jednym z niewielu dokładnych modeli jedynym przybliżeniem są krawędzie pudła (nie spełniają równania Schrödingera). Obserwowalne własności są w prosty sposób związane z parametrami pudła (masa cząstki, rozmiary). 5

Jednowymiarowe pudło potencjału Jeżeli kot Schrödingera byłby nanometrowym, idealnie kulistym kotem, to mógłby być naszą cząstką w pudle potencjału. 6

Jednowymiarowe pudło potencjału 7

Jednowymiarowe pudło potencjału 8

Jednowymiarowe pudło potencjału 9

Jednowymiarowe pudło potencjału 10

Wielowymiarowe pudła potencjału 11

Wielowymiarowe pudła potencjału Dwuwymiarowe pudło potencjału 12

Zastosowania modelu w nowoczesnych technologiach Roztwory kropek kwantowych 13

Zastosowania Jak przenieść model cząstki w pudle potencjału na praktyczne układy? Należy zbudować tzw. studnię potencjału. Przykład: Kanapka z arsenku glinu z monowarstwą arsenku galu. Duża różnica w przerwach energetycznych otrzymujemy studnię potencjału; Cząstka zostaje uwięziona w materiale o niższym potencjale i zachowuje się w przybliżeniu zgodnie z modelem cząstki w pudle potencjału. 14

Półprzewodniki Diody laserowe Diody LED Baterie słoneczne Biosensory Telewizory z kropek kwantowych Komputery kwantowe Zastosowania 15

Zastosowania Zmuszenie cząstek uwięzionych w studni potencjału do przyjęcia skwantowanych poziomów energetycznych zwiększa wydajność kwantową procesów (użyteczne w technice laserowej, bateriach słonecznych itp. o wysokiej wydajności) Energia cząstki jest ściśle określona rozmiarem studni potencjału można więc dostroić nanokryształy do fotonów o odpowiedniej energii Bateria słoneczna z naniesionym na nią zestawem kropek kwantowych pochłaniających fotony światła słonecznego jest dużo wydajniejsza od klasycznej 16

Zastosowania Hodowla kropek kwantowych jest prosta: kontrolując czas wzrostu nanokryształów w roztworze, kontrolujemy ich rozmiar. Na takich kryształach można osadzić np. przeciwciała 17

Zastosowania Telewizory z kropkami kwantowymi, dające bardzo czyste spektralnie kolory Komputery kwantowe kubity złożone ze splątanych cząstek w odpowiednio uformowanych studniach potencjału 18

Źródła http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/materialsscience/nanomaterials/photolumin-scence-of-alloyed-quantum-dots.jpg http://www.extremetech.com/wp-content/uploads/2014/10/blue-led-640x353.jpg http://triplehelixblog.com/2011/09/nanorobots-novel-technology-for-cancer-therapy/ http://www.sott.net/image/s7/156950/full/quantum_computer.jpg http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/pbox.html#c1 http://en.wikipedia.org/wiki/particle_in_a_box Dziękuję za uwagę 19