к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Статический скин-эффект

Статический скин-эффект - концентрация токовых линий (постоянного тока) вблизи поверхности электронного проводника, помещённого в сильное магн. поле Н. Статический скин-эффект наблюдается при низких температурах, когда осуществляется условие8068-55.jpg , где wс - циклотронная частота электронов, а8068-56.jpg - частота столкновений электронов в объёме проводника. Это означает, что время свободного пробега электрона во много раз больше периода обращения по орбите. При этом токовые линии концентрируются в слое толщиной порядка радиуса электронной орбиты в магн. поле8068-57.jpg, где VF - фермиевская скорость. В отличие от скин-эффекта в перем. поле, когда весь ток сконцентрирован в приповерхностном слое, при статическом скин-эффекте плотность пост. тока j при удалении в глубь образца стремится не к нулю, а к значению, характерному для массивного образца, когда можно не учитывать столкновения электронов с границами образца.

Причина статического скин-эффекта заключается, в существовании вблизи границы проводника слоя (толщиной8068-58.jpg ) с большей, чем в объёме, проводимостью. При8068-59.jpg поперечные (относительно Н) компоненты тензора проводимости для металлов с замкнутыми ферми-поверхностями тем больше, чем чаще происходят столкновения электронов с границей. При этом величины компонент тензора проводимости в магн. поле значительно меньше проводимости при Н = 0 (см. Гальваномагнитные явления, Магнетосопротивление). Электроны из приграничного слоя толщиной8068-60.jpg обязательно (при каждом обороте вокруг магн. поля Н) сталкиваются с границей, что и приводит к существованию хорошо проводящего слоя вблизи границы (рис., а, 6).

Конкретное значение приповерхностной проводимости as зависит от состояния границы образца (атомногладкая или шероховатая), а также от структуры ферми-поверхности проводника. В частности, если ферми-поверхность имеет неск. полостей, то при столкновении с границей образца электрон может «перескочить» с одной полости на другую (многоканальное рассеяние; рис., в). Это существенно изменяет движение электрона под действием магн. поля по сравнению с его движением в объёме проводника и проявляется в величине приповерхностной проводимости. Макс. отличие приповерхностной проводимости от объёмной имеет место тогда, когда в объёме проводника электроны движутся по замкнутым орбитам, а за счёт столкновения с границей - по открытым траекториям (рис.). Тогда проводимость вблизи границы8068-62.jpg порядка объёмной 0 при Н = 0 и, естественно, значительно больше, чем в объёме.
8068-61.jpg

Типы открытых траекторий, возникающих при зеркальном отражении электрона от границы металл - вакуум: а, б - электрон остаётся на одной и той же полости поверхности Ферми; в - электрон поочерёдно «перепрыгивает» с электронной полости на дырочную.

При больших плотностях тока становится существенным влияние собств. магн. поля тока Hj на движение электронов. Т. к. в центре пластины (проволоки) Hj = 0, то роли Hj к Н противоположны: внеш. магн. поле концентрирует токовые линии у поверхности, а собств. магн. поле тока - в центре (см. Пинч-эффект).

Непосредств. наблюдение С. с--э. затруднительно. С. с--э. проявляется по зависимости сопротивления образцов конечной толщины (пластин, проволок) от магн. поля (см. нижеследующую табл., а также табл. в ст. Размерные эффекты).

Выражения для проводимости проводников конечных размеров, демонстрирующих статический скин-эффект (компенсированные металлы;8068-63.jpg)
8068-64.jpg

Для наблюдения С. с--э. используют металлы, у к-рых объёмная проводимость в магн. поле при8068-65.jpg заметно меньше, чем при Н = 0. В этом смысле особенно показательны образцы конечных размеров из компенсиров. металлов или собств. полупроводников (число электронов равно числу дырок), т. к. у них в магн. поле объёмная поперечная проводимость в8068-66.jpg раз меньше, чем при Н = 0. При выборе размеров образцов (толщины пластины d, радиуса проволоки R) необходимо, чтобы роль приповерхностного слоя была заметной и не перекрывалась проводимостью «сердцевины», в к-рой электроны вовсе не сталкиваются с границей.

Если магн. поле Н параллельно граням пластины из компенсиров. металла (либо собств. полупроводника), то8068-67.jpg , где W - параметр, определяющий степень зеркальности отражения электронов границами образца;8068-68.jpg - угол между j и Н. С. с--э. определяет проводимость образца, когда отражение зеркально (W = 0) при8068-69.jpg, когда отражение диффузно (W = 1) при8068-70.jpg

Чувствительность С. с--э., как и др. гальваномагн. явлений, к геометрии ферми-поверхностей металлов, а также к характеру отражения электронов границей образца делает его источником информации не только об электронном энергетич. спектре проводников, но и о структуре его границ. Эффект, аналогичный С. с--э., должен наблюдаться при наличии плоских дефектов внутри проводника (напр., границ кристаллитов), столкновения с к-рыми в сильном магн. поле (8068-71.jpg ) могут привести к концентрации токовых линий вблизи дефектов.

Литература по статическому скин-эффекту

  1. Песчанский В. Г., Статический скин-эффект, в сб.: Электроны проводимости, под ред. М. И. Каганова, В. С. Эдельмана, М., 1985.

М. И. Каганов, В. Г. Песчанский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? - Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 14.10.2019 - 03:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:25: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:03: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
12.10.2019 - 07:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Константина Сёмина - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 08:59: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 06:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:57: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:33: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
11.10.2019 - 03:22: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Глобальное потепление - миф или... миф? - Карим_Хайдаров.
09.10.2019 - 19:01: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution