fizik

tek parçacık tünellemesi

Süperiletkenlerde enerji aralığı, tek parçacık tünellemesi deneyleri ile çok duyarlıklı olarak ölçülebilir. Bu yöntem ilk defa 1960 yılında Giaver tarafından yayınlanmıştır.

Bir yalıtkanla ayrılmış iki metal gözönüne alalım. Yalıtkan tabaka, bir metalden diğerine iletkenlik elektronları geçişine bir engel gibi davranır. Bu engel yeterince (10 veya 20  Å dan daha az) ince ise, yalıtkan üzerine düşen bir elektronun engeli aşarak bir metalden diğerine geçme olasılığı yüksek olur. Bu olaya tünelleme denir.

Şekil 7.1. İki metal arasındaki ince bir yalıtkandan tünellenen elektronlar için Akım-Voltaj ilişkisi

İlk olarak Şekil 7.1 de görüldüğü gibi, ince bir yalıtkan engele ayrılmış iki normal metal göz önüne alalım. İki metal arasına bir V potansiyel fark uygulandığında, elektronlar bir metalden diğerine geçebilir ve bir akım oluşur. Uygulanan küçük potansiyel farkları için akım-gerilim bağıntısı doğrusaldır ve eklem için Ohm kanunu geçerlidir.

Şekil 7.2. Süperiletken-normal metal arasındaki ince bir yalıtkandan elektron tünellemesinde Akım-Voltaj ilişkisi.

Ancak Şekil 7.2’de görüldüğü gibi metallerden birisi yerine Tc den daha düşük sıcaklıklarda tutulan süperiletken konulacak olursa, hiç de olağan olmayan bir durum ortaya çıkar. Uygulanan potansiyel farkı, eşik değer olarak bilinen bir Ve değerine erişinceye kadar her hangi bir akım geçmez. Bu eşik değer, D enerji aralığının yarısı olmak üzere

Ve =  =  ......................(42)

Bağıntısı sağlar. Buradaki 1/2  çarpanı, tek parçacık tünellemesi ile ilgilenilmesinden ve kullanılan enerjinin, bir çifti kırmak için gereken 2D nın yarısı olmasından kaynaklanmaktadır. Yani eV çarpımı, enerji aralığının deneysel olarak doğrudan ölçülmesini sağlamaktadır. Bu tür deneylerden elde edilen D değeri, düşük sıcaklık ısı kapasitesi ölçümlerinden elde edilen değerlerle uyum içindedir.

Yorumlar (0)

Bu icerige ait yorumlari masaustune alabilirsiniz

Yorum Yazin

Adiniz

Email

Baslik

Yorum

eksi not | arti not

Bu yoruma abone ol (Sadece kayitli kullanicilar icin)

Okudum ve kabul ediyorum Yorum gonderim kurallari.

Lutfen resimdeki guvenlik kodunu girin

Yorum Ekleyin