bg vat ly dien tu bai 8 vat ran tinh the sieu dan 079

Bộ môn Vật lý BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐIỆN TỪ Bài CHẤT RẮN TINH THỂ & SIÊU DẪN NỘI DUNG I – Chất rắn tinh thể II – Siêu dẫn I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân loại chất rắn Chất rắn Kết tinh Vơ định hình • Có cấu trúc tinh thể • Khơng có cấu trúc tinh thể • Có tính dị hướng, đơn tinh thể • Có tính đẳng hướng I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân loại chất rắn Thuyết vùng lượng I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân loại chất rắn Thuyết vùng lượng giải thích tính dẫn điện, cách điện bán dẫn I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân bố Fermi – Dirac Xác suất để electron trạng thái có lượng E là: f (E)   E  EF  exp   1  kT  EF lượng mức Fermi, mức lượng cao electron T = (K) I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân bố Fermi – Dirac Đồ thị hàm phân bố: f (E)   E  Ef exp   kT f(E)   1  T=0 T>0 1/2 E EF I – CHẤT RẮN TINH THỂ Ví dụ 1: Tính xác suất để electron trạng thái có lượng E thấp lượng Fermi 0,1eV nhiệt độ 800 K Giải Ta có: f (E)   E  Ef exp   kT Với: E  E f  0,1eV kT  1,38.10 23   1   0,81  81%  800  1,10.10 20 J  0, 069eV I – CHẤT RẮN TINH THỂ Ví dụ 2: Tính xác suất để electron trạng thái có lượng E cao lượng Fermi 0,1eV nhiệt độ 800 K Giải Ta có: f (E)   E  Ef exp   kT Với: E  E f  0,1eV kT  1,38.10 23   1   0,19  19%  800  1,10.10 20 J  0, 069eV II – SIÊU DẪN (Superconductors) Khái niệm siêu dẫn: Hiện tượng siêu dẫn tượng điện trở số chất độ ngột giảm nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn TC II – SIÊU DẪN (Superconductors) Một số chất siêu dẫn: • Siêu sẫn kim loại có nhiệt độ tới hạn TC thấp • Siêu sẫn gốm có nhiệt độ tới hạn TC cao II – SIÊU DẪN (Superconductors) Tính chất đặc biệt siêu dẫn: Có thể tạo dòng điện lớn chạy chất siêu dẫn mà khơng cầu có hiệu điện áp vào hai đầu vật siêu dẫn U I R Dòng điện tồn siêu dẫn vài năm mà không bị suy giảm II – SIÊU DẪN (Superconductors) Ứng dụng siêu dẫn: Chế tạo nam châm siêu dẫn dùng y khoa (MRI – Magnetic Resonance Imaging) Chế tạo nam châm có từ trường cực mạnh dùng máy gia tốc hạt, lò phản ứng nhiệt hạch; dùng tạo đệm từ trường tàu siêu tốc, ... Chất rắn tinh thể II – Siêu dẫn I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân loại chất rắn Chất rắn Kết tinh Vô định hình • Có cấu trúc tinh thể • Khơng có cấu trúc tinh thể • Có tính dị hướng, đơn tinh thể... Fermi 0,1eV nhiệt độ 80 0 K Giải Ta có: f (E)   E  Ef exp   kT Với: E  E f  0,1eV kT  1, 38. 10 23   1   0 ,81  81 %  80 0  1,10.10 20 J  0, 069eV I – CHẤT RẮN TINH THỂ Ví dụ 2: Tính... I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân loại chất rắn Thuyết vùng lượng I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân loại chất rắn Thuyết vùng lượng giải thích tính dẫn điện, cách điện bán dẫn I – CHẤT RẮN TINH THỂ – Phân