Квантовая диффузия

Немногим более десяти лет тому на страницах физических журналов появились понятия квантовые кристаллы и квантовая диффузия дефектов. Сейчас же они являются заглавными для очень представительных международных научных конференций. Поэтому принципиальная важность этих новых понятий ясна и не вызывает сомнений. Конечно, приведенный пример относится к некоторому прорыву на фронте науки о кристаллах, а подобные события происходят не часто. Чаще приходится сталкиваться с ситуацией, когда новые теоретические представления замаскированы многообразием математических методов и технических приемов, которыми пользуются физики-теоретики в своих исследованиях. [c.7]

КЛАССИЧЕСКАЯ И КВАНТОВАЯ ДИФФУЗИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ [c.196]

Таким образом, при понижении температуры коэффициент диффузии дефектов сначала экспоненциально падает (классическая диффузия), потом выходит на плато (квантовая диффузия локализованных дефектов), а затем возрастает до значения О (0). Схема такой температурной зависимости В (Т) приведена на рис. 71. [c.201]

Если энергия триплета сенсибилизатора переносится на олефин по вертикальному механизму, скорость переноса энергии лимитируется Диффузией и квантовый выход изомеризации Фи не зависит от концентрации олефина Для этого случая, применив принцип стационарности, получим выражение [c.77]

Чем больше радиус сферы притяжения, т. е. чем выше реакционная способность коллоидных частиц и чем больше константа диффузии О, тем быстрее и полнее происходит коагуляция. Согласно квантовой теории химического строения в органической химии [227] наиболее реакционноспособными оказываются ато- [c.19]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов полупроводниковых схем и р—/г-переходов (см. гл. IX) основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налета-нию молекул (атомов) из газовой фазы и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закон анизотропии кристаллов (см. гл. IV), так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано 178], что различные грани кристаллов вольфрама обладают разной активностью по отношению [c.49]

Триплеты диацетила имеют квантовый выход 0,25 для флуоресценции, а измеренное время жизни триплетного состояния равно 10 с. Если фосфоресценция диацетила тушится соединением Q со скоростью, определяемой диффузией (10 М -С ), то какая концентрация Q требуется для уменьшения выхода фосфоресценции вдвое [c.562]

На противоположном конце нашего ряда, во второй группе, находятся явления, которые не зависят от строения микроскопических частиц и специфических взаимодействий между ними, а следовательно, и от конкретных механизмов протекания процессов. Такие явления обусловлены интегральными свойствами характеристического ансамбля с колоссальным количеством "безликих" и независимых друг от друга участников. К ним относятся многие процессы, протекающие в газах, жидкостях, твердых телах диффузия, теплопроводность, растворимость, осмос, кинетика химических реакций и т.п. Описание поведения таких систем вне компетенции классической физики и квантовой механики. Это область равновесной термодинамики и статистической физики. Построение "науки о тепле" началось на чисто феноменологической основе с постулирования двух универсалей - принципа сохранения энергии и принципа возрастания энтропии. Установление второго начала термодинамики и введение понятия о необратимости самопроизвольно протекающих процессов существенно обогатили представление о времени. Обнаружилось неведомое для классической физики его свойство - направленность, критерием которой служит знак изменяющейся по ходу необратимого процесса энтропии. [c.21]

Причины, по которым прекращается рост пленки, в настоящее время еще недостаточно ясны. По этому поводу существует несколько теорий, ни одна из которых не может считаться достаточно солидно обоснованной. Следует отметить остроумную квантово-механическую теорию Мотта [23], согласно которой диффузия реагирующего вещества через пленку может иметь характер туннельного перехода под потенциальным барьером. Скорость такого процесса должна чрезвычайно резко уменьшаться с увеличением толщины пленки, и таким образом можно получить правдоподобное объяснение явлений, наблюдающихся при образовании защитных пленок. [c.107]

Взаимодействие водорода и хлора было первой реакцией, идентифицированной как цепная. Большинство кинетических исследований было проведено для фотохимической реакции. Хлор поглощает свет с длиной волны менее 5500 А. Квантовый выход очень сильно меняется, но для длины волны менее 4785 А он показывает, что длина цепи в нормальных сосудах при комнатной температуре равна 10 или 10 . В отсутствие примесей главная стадия обрыва цепи, по-видимому, представляет реакцию цепных центров на стенках сосуда. Убедительное доказательство этого было дано Трифоновым [16]. Он показал, что при инициировании реакции вблизи от оси сосуда скорости реакции выше в сосудах большего диаметра. При умеренных давлениях скорость обрыва должна зависеть от скорости диффузии к стенке, которая пропорциональна 0 /с1 , где О — коэффициент диффузии центров, а й — диаметр сосуда. Скорость нераз-ветвленной цепной реакции с обрывом на стенках пропорциональна [c.366]

Лимитирование диффузией и эффекты близости. Дальнейшие эксперименты, проведенные в различных растворителях, показали, что квантовый выход атомов иода уменьшается с увеличением вязкости и с ростом длины волны, т. е. с уменьшением кванта поглощенной энергии [c.147]

Эти эффекты находятся в качественном согласии с простой теорией движения в вязкой среде нри условии полного исключения влияния клеточных эффектов. Предполагают, что избыточная энергия кванта но сравнению с энергией, необходимой для диссоциации, проявляется как кинетическая энергия двух атомов иода, удаляющихся в противоположных направлениях, и что атомы иода в результате торможения, обусловленного вязкостью растворителя, останавливаются на расстоянии, зависящем от величины избытка энергии и от вязкости. Количественное согласие неполное, как и следовало ожидать, поскольку при расчете игнорировались клеточные эффекты. Расхождение действительно можно объяснить на основе клеточной модели. Например, предсказанный квантовый выход слишком высок для больших длин волн и слишком низок для более коротких. Это позволяет думать, что если удаляющиеся атомы иода имеют малую скорость, то они возвращаются друг к другу клеткой растворителя, если же они имеют высокую скорость, то они расходятся так далеко, что молекулы растворителя оказываются между ними и препятствуют рекомбинации. Итак, по-видимому, наше представление о реакциях, лимитируемых диффузией, здесь необходимо изменить так, чтобы учесть эффекты близости , обусловленные клеткой растворителя. Реакции, лимитируемые диффузией, рассмотрены в гл. 12 (стр. 279 и сл.). [c.148]

Нойес [27—30] изучал кинетические процессы и диффузию в жидкости. Наряду с другими процессами его теорию применяли к тушению флуоресценции, и было показано, что параметры диффузионного движения можно оценить по зависимости квантового выхода фотохимического разложения от концентрации акцептора. Эти работы показали, что диффузия в жидкостях включает отдельные малые смещения и поэтому движение можно считать практически непрерывным. Скачки порядка молекулярного диаметра, которым препятствуют значительные потенциальные барьеры, не имеют места в диффузии. [c.206]

Проблемами гомогенного катализа заинтересовались и теоретики, поскольку именно в этой области явление катализа проявляется в чистом виде, не осложненном такими побочными процессами, как адсорбция, диффузия и др. Во многих случаях здесь оказались применимыми методы современной квантовой химии. [c.5]

Свойства твердого гелия в насто лшее время изучены не столь детально, ак жидкого. Кристаллы гелия характеризуются высокой сжимаемостью, что связано с разрыхлением кристаллической решетки под влиянием больших нулевых колебаний. Последнее обстоятельство приводит к появлению существенно квантовых эффектов, одним из проявлений которых является необычное поведение дефектов и примесей в твердом гелии. Из-за квантового туннелирования они приобретают свойства квазичастиц, способных двигаться по всему кристаллу. Это приводит к так называемой квантовой диффузии - Не, которая была экспериментально обнаружена в слабых растворах Не— Не [5]. [c.9]

Механизм, который предложили Кабрера и Мотт (]949 г.), исходит и из существования на металле образовавшейся в процессе хемосорбции кислорода пленки, в которой ионы и электроны движутся независимо друг от друга. При низких температурах диффузия ионов через пленку затруднена, в то время как электроны могут проходить через тонкий еще слой окисла либо благодаря термоионной эмиссии, либо, что более вероятно, вследствие туннельного эффекта (квантово-механического процесса, при котором для электронов с максимальной энергией, меньшей, чем это требуется для преодоления барьера, все же характерна конечная вероятность того, что они преодолеют этот барьер, т. е. пленку), обусловливающего высокую проводимость окисной пленки при низких температурах. При этом на поверхности раздела металл— окисел образуются катионы, и на поверхности раздела окисел— газ—анионы кислорода (или другого окислителя). Таким образом, внутри окисной пленки создается сильное электрическое поле, благодаря которому главным образом ионы и проникают через пленку, скорость роста которой определяется более медленным, т. е. более заторможенным, процессом. [c.48]

J — враи1ательное квантовое число /—вектор плотности потока диффузии, моль/см -с К—константа равновесия /<а-константа диссоциации кислоты, моль/л [c.4]

Эта реакция фотовосстаиовления будет описана в разд. 6.6.) В случае такого донора водорода, как eHj H(ОН)СеНа, в концентрации 0,1 моль/дм квантовый выход разложения беи-зофенона (фв) близок к единице. Один этот факт исключает возможность рассмотрения возбужденного синглета бензофено-iia в качестве участника реакции. Константа скорости отрыва атома водорода синглетом должна быть менее 10 дм У(мольХ Хс), поскольку физическое тушение S l протекает по крайней мере в 100 раз быстрее и контролируется диффузией ( q> >10 ° дм (моль с)). Константа скорости интеркомбинационной конверсии S l T i около 10 ° с , так что конкуренция между отрывом водорода и интеркомбинационной конверсией (IS ) накладывает ограничение на <рв порядка (10 х0,1/10 °) = 10 при [RH]=0,1 моль/дм для реакции S,. В то же время процессы диссипации энергии для T l протекают гораздо медленнее, чем для Si (например, константа скорости IS Ti Sq для бензофенона около 10 С ), и реакция эффективно конкурирует с другими процессами. Дальнейшее утверждение, что триплет является наиболее важной активной частицей, основано на сравнении данных по скорости, полученных именно для триплета, с полученными из рассмотрения кинетических зависимостей фв в реакции фотовосстановления для неизвестного состояния. Триплет бензофенона был идентифицирован в экспери- [c.154]

Рис. 4.4. Зависимость относительных квантовых выходов флуорес-денции (/) и времени жизни (4) акридиния перхлората от концентрации 1,6-диметнлнафталина. Теоретические зависимости фо/ф от [Р] рассчитаны по уравнению для нестационарной диффузии (4.26) при )= 1,5-10-5 и

Измеряют относительные квантовые выходы и кинетику затухания флуоресценции. Полученные результаты обрабатывают в соответствии с уравнениями (4.11) —(4.20). Находят то, кц и константу комплексообразования в соответствии с уравнением (4.20),. Используя значение кс, полученное из кинетики флуоресценции, значения Я = 7 А и коэффициенты диффузии /3 = 2-10 см /с (пирен и четыреххлористый углерод) или ) = 1,5-10 см /с (акридиний с диметилнафталином)) по уравнению (4.26) рассчитывают значения (фоАр)нест для тех же концентраций тушителя, что были использованы экспериментально. Найдя истинные значения (фо/ф)А с учетом нестационарных поправок, по уравнению (4.20) находят константу комплексообразования. Сравнивают относительные вклады каждого из трех процессов (динамического тушения, нестационарных эффектов и комплексообразования) в изменение кван тового выхода флуоресценции. [c.223]

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов, полупроводниковых схем п р— -переходов основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налетанию молекул (атомов) из газовой фазьг и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закош анизотропии кристалов, так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом,, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано, что различные грани кристаллов вольфрама обладают неодинаковой активностью по отношению к кислороду и разной способностью эмитировать электроны при нагревании между этими свойствами наблюдается коррелятивная зависи.мость. Медь быстрее всего окисляется в направлениях, перпендикулярных граням кубических кристаллов. Обнаружено,, что внутреннее строение пленки СигО определенным образом ориентировано по отношению к поверхности кристаллов меди, что называется явлением эпитаксии. [c.61]

Надо отметить, что клеточный эффект есть и тогда, когда можно пренебречь взаимодействием партнеров пары между собой. Но в принципе может быть и связанное состояние пары, обусловленное притяжением между ними. И тогда уже образование пары, клеточный эффект, обусловлены не только столкновениями с молекулами растворителя, повторными сближениями партнеров в процессе их диффузии, но и притяжением. Для иллюстрации рассмотрим квантовый выход ионизации молекул, вызванной радиацией. В результате ионизации образуется молекулярный катион и электрон. Между ними имеется кулоновское притяжение. Расстояние Гд между катионом и электроном, на котором кулоновское притяжение равно тепловой энергии кТ, называется онзагеровским радиусом и оно находится из условия [c.16]

Р-ции, протекаюпше в жидкой фазе, чрезвычайно разнообразны как по строению реагентов, так и по механизмам превращения (с.м. Реакции в жидкостях). При диссоциации молекулы на свобод, радикалы и атомы наблюдается клетки эффект. Медленная (в сравнении с газом) диффузия частиц в жидкости щзиводит к тому, что безактивационные бимолекулярные р-ции протекают как диффузионно-контролируемые реакгрш. Р-ции, имеющие значит, энергию активации, протекают, как правило, в кинетич. режиме. Реагенты в р>-ре часто образуют между собой мол. комплексы и разнообразные ассоциаты. Это отражается на кинетике р-ции и часто существенно меняет кинетич. закономерности процесса. Полярный р-ритель облегчает ионизацию молекулы, в р-ре появляются контактные и разделенные ионные пары. Возникает вероятность параллельного протекания р>-ции по разным механизмам. Нередко, однако, р-ния прютекает по мол. механизму как самосогласованный процесс перестройки мол. орбиталей реагирующих частиц (см. Вудворда Хофмана правила). Окислит.-восстановит. р>-ции могут происходить в жидкости по механизму квантового туннелирования (см. Туннельный эффект). [c.382]

М в изучают разл. физ. методами, основные из к-рых молекулярных пучков метод, дифракционные методы, в частности газовая электронография, масс-спектрометрия повыш. давления, ЯМР, микроволновая спектроскопия, ЯКР-колебат спектроскопия (инфракрасная и комбииац. рассеяния), вакуумная УФ спектроскопия изучение температурных зависимостей вириальных коэф., коэф. вязкости, диффузии, теплопроводности и др. Важную роль в исследовании М. в. играют расчетные методы квантовой химии. [c.15]

Упругие столкновения молекул определяют явления переноса в газах диффузию (перенос частиц), вязкость (перенос нмпульса), теплопроводность (перенос энергии). Соответствующие коэф. переноса определяются эффективными сече-ниями упругого рассеяния частиц. Сечение рассеяния атомов или молекул на большие углы наз, газокинетич, сечением оно составляет по порядку величины 10 см . Подвижность ионов в газовой фазе также связана с сечением рассеяния иона на атоме или молекуле (см. Ионы в газах). Неупругие столкновения могут приводить к разл, процессам переходам между электронными, колебат, или вращат. состояниями молекул, ионизации, диссоциации, разл, хим, р-циям между частицами и др, каждый из этих процессов характеризуется соответствующим сечением. Напр,, столкновение двух молекул А и В, приводящее к хим. р-ции с образованием продуктов СиО, рассматривают с учетом квантовых состояний исходных молекул (обозначаются индексами I, J) и продуктов (индексы к, I) (см. Динамика 870 [c.439]

Физический фотохромизм. Окрашивание в-ва или его обесцвечивание обусловлено квантовыми переходами между возбужденными состояниями молекул. Среда (матрица) влияет на время темновой релаксации вследствие тушения возбужденных состояний в жидких средах -с сильно еньшается ю-за высокой скорости диффузии, в твердых телах значение [c.183]

Для оценки вращательной подвижности спинового зонда в исследуемых объектах использовали параметры и ho/h., спектров ЭПР, где ho, h+i и h., - интенсивности компонент спектра с величиной магнитного квантового числа ядра Ni- (М) соответственно равной О, +1 и -1. Эти параметры пропорциональны времени коррелляции вращательной диффузии t,. зонда (время, за которое спиновый зонд поворачивается на [c.559]

По модифицированному уравнению Френкеля / где А - коэффициент, учитывающий ускорение диффузии в системе ядро мицелш-сольватная оболочка за счет туннельного квантового эффекта,В-энергия активации вязкого течения (энергия Френкеля). Известно, (4), где [c.46]

Смотреть страницы где упоминается термин Квантовая диффузия: [c.522] [c.97] [c.265] [c.387] [c.300] [c.190] [c.194] [c.41] [c.503] [c.87] [c.351] [c.458] [c.611] [c.225] [c.118] [c.147] [c.285] [c.146] [c.195] [c.190] [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология