(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)
يصف تأثير الحجم الكمي الظاهرة التي تتغير فيها الخصائص الإلكترونية والبصرية لمادة ما عندما يقترب حجمها من مقياس النانو. عندما تصبح أبعاد المادة مماثلة لطول موجة دي برولي للإلكترون، يحدث انحصار كمي. ويؤدي ذلك إلى تكميم مستويات طاقة الإلكترون، مما يؤدي إلى فجوة نطاق تعتمد على الحجم، [latex]E_g(R) \approx E_{g,\b\u\lk} + \\frac{\frac{\hbar^2\pi^2\pi^2}{2R^2}(\frac{{1}{m_e^*}+ \frac{1}{m_h^*})[/latex].
The Quantum Size Effect is a direct consequence of quantum mechanics and is one of the primary reasons nanomaterials exhibit unique behaviors. In a bulk semiconductor, the energy levels for electrons and holes are so closely spaced they form continuous bands: a valence band and a conduction band, separated by an energy band gap, [latex]E_g[/latex]. However, when the semiconductor is shrunk to a nanocrystal (a quantum dot), its dimensions become comparable to the exciton Bohr radius (the natural separation distance between an electron-hole pair).
هذا الحبس المكاني يجبر الإلكترونات والثقوب على وضع الإلكترونات والثقوب في حجم أصغر بكثير، وهو ما يجعلها تتصرف فعليًا مثل "جسيم في صندوق". ووفقًا لميكانيكا الكم، فإن هذا الحبس يجزئ نطاقات الطاقة المستمرة إلى مستويات طاقة منفصلة ومكمَّمة. ويزداد فصل الطاقة بين هذه المستويات مع تناقص حجم البلورة النانوية. وبالتالي، تتسع فجوة النطاق الفعال للمادة. وتوفر معادلة بروس تقريبًا من الدرجة الأولى لفجوة النطاق الجديدة، [latex]TE_g(R)[/latex]، لبلورة نانوية كروية نصف قطرها R، حيث [latex]m_e^*[/latex] و[latex]m_h^*[/latex] هما الكتلتان الفعالتان للإلكترون والثقب على التوالي. إن فجوة النطاق القابلة للضبط بالحجم هذه هي مفتاح الخصائص البصرية الفريدة للنقاط الكمومية. عندما يُثار إلكترون ثم يرتاح عائداً إلى حالته الأرضية، فإنه يبعث فوتوناً بطاقة تناظر فجوة النطاق. ونظراً لأن فجوة النطاق تعتمد على الحجم، فإن النقاط الأصغر حجماً تبعث ضوءاً ذا طاقة أعلى (أكثر زرقة)، بينما تبعث النقاط الأكبر حجماً ضوءاً أقل طاقة (أكثر احمراراً)، مما يسمح بضبط اللون بدقة من خلال التحكم في حجم الجسيمات أثناء التركيب.
بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.
Quantum Size Effect in Nanomaterials
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.
> تسجيل الدخول <
