Химия - Постоянная тонкой структуры (графен) - Физическая сущность явления
20 марта 2011Оглавление:
1. Постоянная тонкой структуры (графен)
2. Физическая сущность явления
3. Заключение
Универсальная динамическая проводимость графена
В общем случае действительная часть динамической проводимости в графене определяется следующим образом:
где v — скорость матричных элементов между начальной энергиейа и конечной , D — плотность состояний в графене, — статистическое распределение Ферми — Дирака, E — энергия, T — температура и ω — частота падающих фотонов.
Безусловно, это достаточно сложное выражение, которое плохо поддаётся теоретическому расчету в общем случае. Но для графена можно сделать следующие упрощения:
где t — энергия перескоков и a — межатомное расстояние.
где vF — скорость Ферми в графене.
Для произведения «прыжкового импульса» на межатомное расстояние можно взять оценку из соотношения неопределённостей:
Таким образом, предельное масштабное значение для универсальной динамической проводимости будет определяться только через фундаментальные постоянные:
Данное значение и было подтверждено в опытах Кузьменко в диапазоне энергий падающих фотонов от 0,1 до 0,2 эВ.
Оптическая проницаемость графена
Ещё в работе Кузьменко отмечалось, что оптическая прозрачность графена может быть представлена для одноатомного слоя в виде:
где скорость света. Таким образом, прозрачность полностью определяется безразмерными фундаментальными величинами.
В общем случае наличия нескольких слоев графена, мы будем иметь коэффициент поглощения:
где n = 1,2,3,... число одноатомных слоев графена в образце. Для наглядности Нэйр использовал в своих образцах плавный переход от одноатомного к бинарному слоям графена и с точностью до нескольких процентов подтвердил указанную теорию.
Просмотров: 2982
|