Содержание

Введение ………………………………………………..……..……….. 3

Электронный газ………………………………………….…..…….….. 4

1. Физическое описание электронного газа ……..………….. 4

2. Сжимаемость электронного газа ………………..………….. 4

3. Теплоемкость электронного газа…………….…..………….. 4

Двумерный электронный газ………………….……..….…….…..……6

1. Характеристики ДЭГ…………………….. ….….………….. 6

2. Максимальная плотность состояний..………….…….…….. 7

3. Примеры систем с ДЭГ……………………….….………….. 8

Список литературы…………………………………………..……… .10

Введение

Современная микроэлектроника выполнена, как правило, из силикона или похожих материалов. Однако в последнее время особый интерес стали проявлять к оксидам металлов. Такие материалы дают больше возможностей инженерам и разработчикам. В Венском Университете достигли настоящего прорыва: исследователи создали электронный газ на основе титаната стронция. Этот материал является альтернативой стандартным полупроводникам. А также демонстрирует интересные возможности: сверхпроводимость, магнитные эффекты и термоэлектрические способности. Большинство таких эффектов недоступно для материалов, применяемых в современной электронике.

Как поясняет ведущий исследователь, во время облучения материала высокими энергиями происходит удаление атомов кислорода с поверхности. Зато другие атомы кислорода двигаются из глубины к поверхности. Электроны, расположенные в двухмерном слое, могут свободно перемещаться. Это и называют исследователи электронным газом.

Структура титаната стронция различается в объеме. Если внутри каждый атом тана окружен шестью атомами кислорода, то на поверхности он связан только с четырьмя атомами. Это позволяет обеспечивать стабильность поверхности. Исследователи рассчитывают, что применяя электрические поля к материалу и размещая дополнительные атомы на поверхности, можно узнать еще множество удивительных способностей нового материала.

Электронный газ

Электронный газ — модель в физике твердого тела, описывающая поведение электронов в телах с электронной проводимостью. В электронном газе пренебрегается кулоновским взаимодействием между частицами, а сами электроны слабо связаны с ионами кристаллической решетки. Соответствующим понятием для материалов с дырочной проводимостью является дырочный газ.

1. Физическое описание

Электронный газ в металлах является частным случаем Ферми-газа. По аналогии с термодинамической моделью идеальным газом можно ввести понятие сжимаемости и теплоемкости электронного газа.

2. Сжимаемость электронного газа

Сжимаемость электронного газа характеризует изменение давления электронного газа при изменении его объёма. По аналогии с обычным идеальным газом можно ввести понятие сжимаемости , обратная величина которой определяется как взятое с отрицательным знаком произведение объёма газа и изменения давления электронного газа при изменении объёма с сохранением полного числа частиц . Для вырожденного газа в металлах сжимаемость обратно пропорциональна энергии Ферми.