1 / 51

Einstein 1905 og Moderne Faststoffysik

Einstein 1905 og Moderne Faststoffysik. Niels Egede Christensen, Fysik & Astronomi Aarhus Universitet; DK-8000 Aarhus C. Odense, April 2005. Det er ganske vist……. Oversigt I: Fotoelektrisk Effekt. 1. Grundlag : a. Lys: bølger eller partikler ?

radley
Télécharger la présentation

Einstein 1905 og Moderne Faststoffysik

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Einstein 1905 og Moderne Faststoffysik Niels Egede Christensen, Fysik & Astronomi Aarhus Universitet; DK-8000 Aarhus C. Odense, April 2005 Det er ganske vist……..

  2. Oversigt I: Fotoelektrisk Effekt. 1. Grundlag: a. Lys: bølger eller partikler ? b. Fotoelektrisk effekt : Problem i 1905 ? c. Einstens forklaring: Lys absorberes i kvanter. Konsekvenser: a. Elektrontilstande i et metal, b. Ferminiveau, løsrivelsesarbejde. Spektroskopi: a. Måling af elektroners dispersionsrelationer (båndstrukturer).

  3. Oversigt II: Relativistiske Effekter: • Elektronens spin :1/2 !! • 2. Fermi-Dirac statistik, Pauli’s princip • 3. Masse-hastighed, Darwin, spin-bane kobl. effekter. • 4. Båndstrukturer, optiske effekter • 5. Bindinger, krystalstrukturer. • 6. Superledning. • 7. Bose-Einstein kondensation. • 8. Fotoelektronspektroskopi igen: Lyskilden !

  4. Detektion af den fotoelektriske effekt.

  5. Elektronernes maksimale kinetiske energi er uafhængig af lysets intensitet (I).

  6. Den maksimale kinetiske energi vokser med frekvensen af lyset.

  7. Photoemission: Simpel model af metal.

  8. Fotoelektron-spektroskopi 1

  9. Båndstruktur (teori) for guld. (Phys. Rev. B )

  10. Au bånd (100). Teori Au(110). Expmt.

  11. Yokoya et al. Phys. Rev. Lett. 85, 4952 (2000)

  12. Fermiflade, direkte målt med PE og beregnet. Mazin et al., Phys.Rev.Lett. 79, 733 (1997). Damascelli et al., Phys.Rev.Lett. 87, 237702 (20019.

  13. Relativistiske effekter 1: Elektronens spin. Fundamental forskel på ikke-relativistisk og relativistisk (Dirac) kvantemekanik. Bevægelsesmængdemoment ! Elektronen har spin 1/2. Fermion.

  14. Fotoemission: Simpel model af metal.

  15. Relativistiske effekter 2: Indflydelse på båndstrukturerne. • Masse-hastigheds effekt: Øget masse, lavere energy, mindre ”Bohr radius”: Relativistisk kontraktion. • 2. Darwin skift: s-elektroners energi øges, fordi deres lokalisering på kernen øges (Heisenbergs ubestemthedsrelation.) • 3. SO: Spin-bane kobling giver anledning to opspaltning af visse energiniveauer.

  16. Au; ikke-relativistisk. Au, relativistisk

  17. Båndstruktur for GaAs (relativistisk).

  18. Diamantstruktur (og zinc-blende type)

  19. C: s p 4 sp3 109.5o + + + Electron density distributed to the corners of a tetrahedron sp3 Hybridization of Atomic Orbitals 4 e- domains 4 hybrid atomic orbitals 4 sp3 orbitals 4 atomic orbitals 2s + 2px + 2py + 2pz yield

  20. ”gevinst/tab” forhold ved dannelse af sp-3 hybridisering.

  21. Diamanttrykcelle (op til ca. 3 Mbar, 300 GPa).

  22. Röntgen diffraktion; Li (Nature 408, 174 (2000)).

  23. High pressure phases: Current status (Summary by K. Syassen, MPI)

  24. Nature 408, 174 (2000).

  25. Li- oC8: Density of valence electrons highest at interstitial positions. NEC & Novikov, Sol. State Commun 119, 477 (2001). NE

  26. Syassen et al. (2003), unpublished.

  27. Na- oP8 phase NEC, unpublished (2003).

  28. Ba-IV: An incommensurate host/guest structure. Nelmes, Allan, McMahon, Belmonte, Phys. Rev. Lett. 83, 4081 (1999). V. Heine: ”As weird as they come”, Nature 403, 836 (2000) [Comment] :

  29. Calculations: Eliashberg eq. and linear response (LMTO) (Lin and Dunn, PRB 33, 807 (1986): Drop in conductivity at 7 K and 22 GPa) NEC & Novikov, Phys.Rev. Lett. 86, 1861 (2001), and 2005 (to appear).

  30. Röntgendiffraktion … Fotoel. Spektroskopi… Men…

  31. Hvor kommer ”lyset” fra ? Synchrotron. EM stråling fra elektroner med hastigheder nær c. Stor acc. ved afbøjning.

  32. ESRF Grenoble, F. Relativistisk lyskilde !

  33. RESUMÉ: Relativistiske effekter: 1. Elektroner har spin ½ 2. Elektroner er Fermioner, ”adlyder ” Fermi-Dirac statistik. 3. Ændringer in elektronenergier medfører ændringer i kemi, strukturer, og optiske egenskaber. Masse-hastighed-, Darwin-, og spin-bane effekter. 4. To elektroner kan danne Cooper par: Superledning. 5. Magnetisme (ikke med her).

  34. RESUMÉ: Fotoelektrisk Effekt: Lyskvantet hf ! Lys er bølger. Lys er ”partikler” Fotoelektronspektroskopi: Måler elektronernes bølgeegenskaber i krystaller. Partikler er partikler. Partikler er bølger.

  35. ……..tak for jeres opmærksomhed !

  36. Ekstra figurer.. :

  37. Ka´ det bruges til noget ? natkikkert solcelle

  38. GaAs, Lowesrt conduction band along (110). Spin splitting. PRL 55 2716 (1985).

  39. Magnetooptic Kerr effect. CoPt (calc., lower panel) and FePt (expmt. (001))

  40. Cs-III: Orthorhombic, C2221, (McMahon et al. PRL 87,255502(2001)).

More Related