29/4/2009 - PHONON - FONON
Katı hâl fiziğinde, kristal örgüsü titreşim enerjisi
kuvantumu.
Fonon' da ışık kuvantumu olan fotona benzetilerek
parçacık benzeri nitelikleri olan bir dalga paketi
olarak düşünülebilir.
Fonon un davranış nitelikleri katı maddelerin çeşitli
özelliklerini belirler.
Örneğin, fonon kavramı yalıtkanların ısıl iletkenliği
kuramında özellikle yararlıdır.
İyonik kristallerin metallerden daha iyi ısıl yalıtkan
oldukları anlaşılmıştır. Böyle bir kristalde, fononların
birbirleriyle etkileşimlerine yol açan harmonik olmayan
kuvvetler bulunur.
Bu etkileşme, fononların ısı enerjisini kristalin bütününe
iletmesine ve böylece katı içinde düzgün bir sıcaklık
dağılımının oluşmasına neden olur.
Fononlar, bazı metallerin üstüniletkenlik* özelliklerinin
açıklanmasında temel önem taşır. Çoğu katı metallerde
fononlar, katışkı maddeleri ile birlikte, elektronları saçılıma
uğratır. Ama bazı koşullarda ve fononlar ile elektronlar
arasındaki etkileşim çok farklı bir etkiye yol açar ve
elektronların birbirleriyle etkileşime girmesi sonucunu
doğurur.
Bu etki, enerji düzeyleri Fermi* düzeyine yakın elektron-
ların birbirleriyle çiftleşmesine neden olur. Mutlak sıfıra
yakın sıcaklıklarda, bu etki elektronların ortamda uyumlu
bir grup olarak hareket etmesini sağlar.
Bu nedenle, ortamdan bir elektrik akımı geçirildiğinde,
fononlar tek tek elektronları saçılıma uğratmak yerine,
bütün bir elektron grubunun hareket doğrultusunu
değiştirmek durumundadır.
Isıl uyarılma etkisindeki görece güçsüz fononlar, bunu
başaramaz, elektronlar örgü içinde saçılıma uğramaksızın
hareket eder.
Bunun sonucu olarak, malzeme içinde başlatılan bir
elektron akımı tükenmeden sürüp gider ve metal sıfır
dirençli bir üstüniletken durumuna gelir.
*Fermi Düzeyi:
Katı hal fiziğinde, bir katıda en gevşek bağlı
elektronların enerji düzeyinin ölçüsü.
Katı cisim ısıtıldığında, cisme elektron eklendiğinde
ya da cisimden elektron çıkartıldığında Fermi düzeyi
değişikliğe uğrar.
Fermi düzeyleri farklı iki madde birbirine değdirildiğinde;
Fermi düzeyi daha yüksek olan maddeden öbürüne
bir mikdar elektron akar. Bu elektron aktarımı, düşük
Fermi düzeyini yükseltir, yüksek Fermi düzeyini ise
alçaltır. Elektron akımı sona erdiğinde iki maddenin
Fermi düzeyleri eşitlenmiştir.
*BİLGİ İÇİN:
http://interlock.blogcu.com/judah-joshua-joshi-effect_41855651.html
|
