Квантавыя кропкі

Для таго каб атрымаць агульнае ўяўленне пра ўласцівасці матэрыяльных прадметаў і законах, у адпаведнасці з якімі «жыве» звыклы кожнаму макрасвет, зусім не абавязкова заканчваць вышэйшую навучальную ўстанову, бо штодня кожны сутыкаецца з іх праявамі. Хоць у апошні час усё часцей згадваецца прынцып падабенства, прыхільнікі якога сцвярджаюць, што мікра і макрасвет вельмі падобныя, тым не менш, розніца, усё ж, ёсць. Асабліва гэта заўважна пры вельмі нязначных памерах тэл і аб'ектаў. Квантавыя кропкі, часам званыя наноточками, як раз ўяўляюць сабой адзін з гэтых выпадкаў.

менш меншага

Давайце ўспомнім класічнае прылада атама, напрыклад, вадароду. Ён уключае ў сябе ядро, якое дзякуючы прысутнасці ў ім станоўча зараджанага пратона валодае плюсавых электрычным зарадам, то ёсць +1 (так як вадарод - першы элемент у табліцы Мендзялеева). Адпаведна, на пэўнай адлегласці ад ядра знаходзіцца электрон (-1), фарміруючы электронную абалонку. Відавочна, што калі павялічыць значэнне зарада ядра, то гэта пацягне за сабой далучэнне новых электронаў (нагадаем: у цэлым атам электрічным нейтральны).

Адлегласць паміж кожным электронам і ядром вызначаецца ўзроўнямі энергіі адмоўна зараджаных часціц. Кожная арбіта з'яўляецца пастаяннай, сумарная канфігурацыя часціц вызначае матэрыял. Электроны могуць пераскокваць з адной арбіты на іншую, паглынаючы або вылучаючы энергію з дапамогай фатонаў той ці іншай частоты. На найбольш аддаленых арбітах знаходзяцца электроны з максімальным узроўнем энергіі. Што цікава, сам фатон праяўляе дваістую прыроду, вызначаючыся адначасова як безмассовая часціца і электрамагнітнае выпраменьванне.

тэрміны

Само слова «фатон» грэцкага паходжання, яно азначае «часціца святла». Такім чынам, можна сцвярджаць, што пры змене электронам сваёй арбіты, ён паглынае (вылучае) квант святла. У дадзеным выпадку дарэчы растлумачыць сэнс іншага слова - «квант». На самай справе нічога складанага няма. Слова паходзіць ад лацінскага «quantum», што даслоўна перакладаецца як найменшае значэнне любой фізічнай велічыні (тут - выпраменьвання). Растлумачым на прыкладзе, што такое квант: калі б пры вымярэнні вагі найменшай непадзельнай велічынёй з'яўляўся міліграм, то яго можна было б так назваць. Вось так проста тлумачыцца, здавалася б, складаны тэрмін.

Квантавыя кропкі: растлумачэнне

Часта ў падручніках можна сустрэць наступнае вызначэнне для наноточки - гэта надзвычай маленькая часціца якога-небудзь матэрыялу, памеры якой супастаўныя з велічынёй выпраменьваемай даўжыні хвалі электрона (поўны спектр ахоплівае мяжа ад 1 да 10 нанаметраў). Усярэдзіне яе значэнне патэнцыйнай энергіі адзінкавага носьбіта адмоўнага зарада менш, чым па-за, таму электрон абмежаваны ў перасоўваннях.

Аднак тэрмін «квантавыя кропкі» можа быць растлумачаны інакш. Электрон, паглынуць фатон, «падымаецца» на больш высокую энергетычную прыступку, а на яго месцы ўтворыцца «нястача» - так званая дзірка. Адпаведна, калі электрон валодае -1 зарадам, то дзірка +1. Імкнучыся вярнуцца да ранейшага ўстойліваму стане, электрон выпускае фатон. Сувязь носьбітаў зарадаў «-» і «+» у дадзеным выпадку носіць назву Эксітонны і ў фізіцы разумеецца як часціца. Яе памер залежыць ад узроўню паглынутай энергіі (больш высокай арбіты). Квантавыя кропкі як раз і з'яўляюцца гэтымі часціцамі. Частата выпраменьваемай электронам энергіі непасрэдна залежыць ад памеру часціцы дадзенага матэрыялу і Эксітонны. Варта адзначыць, што ў аснове каляровага ўспрымання святла чалавечым вокам ляжыць розная энергія фатонаў. Кожнаму колеры уласціва пэўная частата электрамагнітнага выпраменьвання.