势阱
编辑势阱是围绕局部最小势能的区域。 在势阱中捕获的能量无法转换为另一种类型的能量(在重力势阱的情况下为动能),因为它是在势阱的局部最小值中捕获的。 因此,物体可能不会达到势能的全局最小值,而由于熵,它自然会倾向于这样做。
概览
编辑如果将足够的能量添加到系统以使得超过局部xxx值,则可以从势阱中释放能量。 在量子物理学中,由于量子粒子的概率特性,势能可以在没有额外能量的情况下逃离势阱; 在这些情况下,可以想象一个粒子穿过势阱的壁。
二维势能函数的图形是一个势能面,可以想象成丘陵和山谷景观中的地球表面。 那么潜在的井将是一个四周环绕着地势较高的山谷,因此可以充满水(例如,是一个湖泊),而没有任何水流向另一个较低的最低点(例如海平面)。
在重力的情况下,质量周围的区域是重力势阱,除非质量的密度很低以至于来自其他质量的潮汐力大于物体本身的重力。
势山与势井相反,是围绕局部xxx值的区域。
量子限制
编辑一旦材料的直径与电子波函数的德布罗意波长大小相同,就可以观察到量子限制。 当材料这么小时,它们的电子和光学性质与大块材料的性质大不相同。
当限制尺寸与粒子的波长相比较大时,粒子的行为就好像它是自由的。 在此状态期间,由于连续能量状态,带隙保持在其原始能量。 然而,随着限制尺寸减小并达到一定限度(通常在纳米级),能谱变得离散。 结果,带隙变得依赖于尺寸。 随着粒子尺寸的减小,电子和电子空穴靠得更近,激活它们所需的能量增加,最终导致光发射发生蓝移。
具体来说,该效应描述了电子和电子空穴被压缩到接近临界量子测量的维度(称为激子玻尔半径)时产生的现象。 在目前的应用中,小球体等量子点是在三维空间进行限制,量子线是在二维空间进行限制,而量子阱则只在一维空间进行限制。 这些也分别称为零维、一维和二维势阱。 在这些情况下,它们指的是受限粒子可以充当自由载体的维数。 请参阅下面的外部链接,了解生物技术和太阳能电池技术中的应用示例。
量子力学观点
材料的电子和光学特性受尺寸和形状的影响。 包括量子点在内的成熟技术成果源自尺寸操纵和研究,以从理论上证实它们对量子限制效应的影响。 该理论的主要部分是激子的行为类似于原子,因为它的周围空间缩短了。
激子行为的一个相当好的近似是盒子中粒子的 3-D 模型。 这个问题的解决提供了能量状态和空间维度之间xxx的数学联系。 减小可用空间的体积或尺寸会增加状态的能量。 图中显示的是纳米材料与其体态之间的电子能级和带隙的变化。
研究结果为纳米尺度的性质转变提供了另一种解释。 在体相中,表面似乎控制着一些宏观观察到的特性。 然而,在纳米粒子中,表面分子不遵循空间中的预期配置。
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