A szénkötés természete - a stadopedia
Fullerének és szén nanocsövek
A kristályok fő elektromos és optikai tulajdonságait a valenciasáv és a vezetési sáv sajátosságai határozzák meg, valamint a zóna - a tiltott sáv közötti - DEg energia szakadék. Ha a tiltott zóna hiányzik (DEg = 0), akkor az anyag fémekre (vezetékekre) vonatkozik. A fémek olyan anyagokat foglalnak magukban, amelyeknél a kovalens sáv DEg> 0, de nem minden kvantumállapotát elektronok foglalják el. A DEg> 0 esetén a dielektrikumok és félvezetők esetében a T = 0 valencia sávjának kvantumállapotai teljesen el vannak foglalva az elektronok által, a vezetési sáv pedig nem tartalmazza azokat.
Lézerek kettős heterosztruktúrákon
A GaAs egy keskeny rés félvezető, és az AlGaAs egy széles rés félvezető. Közvetlen elmozdulás mellett az n-AlGaA-ból származó elektronokat és a p-AlGaA-ból származó lyukakat (kettős injekció) injektáljuk az aktív rétegbe (GaAs). Az elektronok és a lyukak nem hagyhatják el az aktív réteget, mivel a potenciális korlátok korlátozzák, és az összes rekombinációs folyamat az aktív rétegben folytatódik. Az árnyékolás bemutatja az injektált töltések által elfoglalt energiarészeket. Rekombinációban az e / m hullám kvantuma h # 957; = DEg.
A GaAs törésmutatója nagyobb, mint az AlGaA-ké. Ezért a fény az aktív réteg mentén halad a hullámvezetéken, az indukált fotonok jelentős részének teljes reflexiójának hatása miatt. A hullámvezető hatás biztosítja a lézersugár irányíthatóságát.
Ha az aktív réteg egy kvantumfúrás, akkor az injektált elektronok és lyukak dimenziós energia szinteken helyezkednek el. A rekombinációs átmenetek sugárzást okoznak
A kvantumnyú lézerek előnyei:
- a sugárzás frekvenciájának a d aktív réteg vastagságának megváltoztatásával való lehetősége (növekvő d a zónák szélétől az elsődimenziós szintekig terjedő távolság, valamint a sugárzás gyakorisága is nő);
- a küszöbáram áramának csökkentése (a lézer generálásának kezdő időpontja);
- a küszöb áram alacsonyabb hőmérsékletfüggése;
- nagyobb differenciális nyereség.
A kvantum pontokban lévő lézereknél a küszöbérték még jelentősen csökken, és hőmérséklet-független lesz.
A nátrium kristályrács térfogata ≈ 0,43 nm-es paraméterrel. r az interatomikus távolság. R = a esetén a 3s és a 3p osztja és energiasávokat képez. Az elektronnak olyan energiái lehetnek, amelyek megfelelnek ezeknek a zónáknak. Az ilyen zónákat úgy hívják, hogy megoldódnak. A választott szalagot, amelyben a valence-elektronok találhatók, valenciának nevezzük. Ezután az energia skála magasabb értékénél a megszűnt zónát általában vezetési sávnak nevezik. A vezető sáv fölött a többi engedélyezett zóna található.
Ha 0
A nátrium-kristály kovalens sávját nem teljesen foglalják el elektronok. A legfelső energiaszinten (EF), amely fémekben (T = 0) egy elektron elfoglalja, a Fermi szintnek nevezik. Ha két, különböző Fermi szinttel rendelkező kristály kerül érintkezésbe, akkor az elektronok "kristályosodni fognak" az egyik kristálytól a másikig, amíg a Fermi-szintek ki nem állnak.
A szén új allotropikus módosításai:
A szénköteg egyedülálló jellege lehetővé teszi a szén számára, hogy érdekes és ígéretes nanotechnológiát képez a nanotechnológia számára, például szén nanocsövek (CNT).
A ma ismert nagyszámú molekulák közül a szénvegyületek - szerves vegyületek molekulái a legváltozatosabbak. A szén egyedülálló tulajdonsága, hogy az atomjait különböző hosszúságú ismétlődő láncok láncolatává alakítják. A szerves vegyületeket alkotó szénatomok három szerkezeti állapotban lehetnek:
- tetraéderes, amelyben a szénatom a tetraéder közepén helyezkedik el, és kötései más atomokkal a tetraéder csúcsai felé irányulnak;
- trigonális - a szén kötései a sík háromszög közepétől a csúcsokig irányulnak;
- lineáris - mind a három atom - a szén és a kettő társítva - egyetlen egyenes vonalra fekszenek
Mivel a szerves vegyületek túlnyomó részében a széntartalom négy, a trigonális állapotok kettős szén-szén kötésekkel rendelkező molekulákban és a hármas kötésű molekulákban lineárisak.
A szénvegyületek molekuláinak ezen szerkezeti jellemzői az elektronikus szerkezetük tulajdonságai alapján magyarázhatók. Napjainkban a viszonylag nagy szerves molekulák magjainak geometriai konfigurációját a kísérlet pontosságával lehet meghatározni a Schrödinger-egyenlet megoldásával. De ez egy fárasztó és drága módszer. Ezért a 30-as években. A múlt században, amikor a kiszámított kvantummechanikai módszerek embrionális állapotban voltak, a jól ismert Pauling kémikus-teoretikus egy félig empirikus magyarázó módszert javasolt. A szén-dioxid kötéseinek elrendezésére vonatkozó, kísérletileg megfogalmazott lehetőségek alapján magyarázatot adott az atomi pályák hibridizációjának elvére.
Mint ismeretes, a szénatomok valenceelektronjai atomos 2s és 2p orbitálisok. A 2s-orbitális gömbszimmetriája, és a 2p-orbitális az egymásra merőleges térben helyezkedik el. Mivel a Schrödinger-egyenlet megoldásainak lineáris kombinációi is megoldásai, Pauling bevezette a hibrid orbitálisok koncepcióját - a szénatomok s és p-orbitálisjainak lineáris kombinációit. Ha ugyanakkor ezeknek a kombinációknak a szimmetria korlátai vannak kiszabva, akkor kiderül, hogy helyesen írják le a szénkötések térbeli elrendezését. Figyelembe véve a szimmetria elveket, azt mutatták, hogy a tetraéderes szimmetria esetében az s és minden szén-p-orbitál mind a négy hibrid keringőben szerepel. Ezt a változatot Sp 3-hibridizációnak nevezzük. A szimmetrikus követelményeknek megfelelő trigonal (sp2) és lineáris (sp) hibrid pályákat s- és két p-, valamint s- és egy p-orbitálisból kell kialakítani. így a sp-hibridizáció esetében nem szerepelnek a hibridben - egy p-orbitális a sp2-hibridizáció és két p-orbitális esetében. Átfedő Pauling elmagyarázta a kettős és hármas szén-szén kötések kialakulását.