Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni
Yüklə 11,09 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- DETERMINATION OF INDIUM IONS CONCENTRATION IN A BUNDLE OF WEAKLY IONIZED PLASMA
- “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
- ЯРИМЎТКАЗГИЧЛАР АСОСИДАГИ ЮҚОРИ САМАРАДОРЛИ ҚУЁШ ЭЛЕМЕНТЛАРИ ХУСУСИЯТЛАРИНИ ЎРГАНИШ.
|
1-Расм. Иккита бир-бирига яқин туйникларнинг қўшилиши жараёни. Компютердаги модели. Иккита қора туйнукларнинг қўшилиши натижасида ҳосил бўлган гравитацион тўлқинларни қайд этиш 2015 йилда амалга оширилди ва у фанда муҳим кашфиет булди. Бу қора туйнукларнинг, қўшалоқ юлдузларнинг, ва гравитацион тўлқинларнинг мавжудлигини бевосита исботидир. Гравитация-тўлқин астрономияси тадқиқотларнинг янги усули сифатида илгарилари амалга ошириб бўлмайдиган кузатувлар ўтказишга имкон яратади. Гравитация-тўлқин астрономиясининг келажаги порлоқ. Детекторлар сезгирлиги ошиб бориши ва Коинотни гравитацион тўлқинлар ёрдамида ўрганиш имконияти кескин ошади ва бу усулга эҳтиёж кучайиб боради. Хулоса ўрнида шуни такидлашимиз керакки, гравитацион тўлқинларни қайд қилишда мавжуд муаммолар таҳлил қилинган ва физик хоссалари тушунтириб берилган. Уларнинг Коинот тузулишини ўрганишдаги аҳамияти очиб берилган ва Коинотни ўрганишда янги усул эканлиги кўрсатиб берилган. Фойдаланилган адабиётлар рўйхати 1. У.Каспер «Тяготение загадочное и привычное» М. Мир 1987 2. Н.П.Грушинский, А.Н. Грушинский «В мире сил тяготения». М. Недра 1985 3. В.Б. Брагинский и другие «Дорога к открытию гравитационных волн». Успехи физических наук. Том 186, №9 август 2016 4. Д.Г. Райце «Первые детектирования гравитационных волн, излучаемых при слиянии двойных чёрных дыр». Успехи физических наук. Том 187, №8 август 2017 5. В.Н. Руденко «Гравитационно-волновой эксперимент в России». Успехи физических наук. Том 187, №8 август 2017
OF WEAKLY IONIZED PLASMA
N. B. Eshkobilov, Sh. Kxaydarov Department of Physics, Samarkand State University 15, University blvd., Samarkand, Uzbekistan. e-mail:e-napas@samdu.uz
In scientific investigations, as well as in the industry, where the atomic and ionized bundles are used, it is required frequently for diagnostics to know the concentration of atoms and ions, as well as their distribution in the dimension of the bundle. We tried to solve this problem by method of laser step (graduated) photoionization of atoms 1 in case of concrete element – indium. Radiation frequency of dye laser with the wavelength of 410.2 nm was attuned for quantum transition 5s5p 2 P 1/2
2 S 1/2 of a neutral atom of the indium bundle formed in a vacuum chamber by thermal evaporation of metallic indium. Thermal ions and electrons were selected by a special ion trap. Laser radiation with such wavelength simultaneously excited and ionized atoms of indium since the energy of two photons exceeded that of ionization of the atom on 2086.7 cm -1 . Thus, indium ions were detected selectively by using only one laser. In order to determine the effectiveness of ionization we measured the cross-section of photoionization by method of saturation of the ionic signal. It is equal to = 2 10 -17 cm 2 . In the saturation regime of both quantum transitions we investigated a dependence of number of ions on a temperature of the furnace (Fig.). “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 277
For comparison here a dashed line presents the calculated dependence of the number of atoms located in the irradiation area on temperature of the furnace provided by a standard method. As one can see, these dependencies are coincident at high density of particles taking into account the population of the states
and
2 P 3/2 , but at low densities these dependencies are different. That is, probably, connected with particle fluctuations at super-low concentrations of atoms. The obtained results can be used in diagnostics of atomic bundles, as well as in covering by acting epilayers.
1. V.S. Letokhov, V.I.Mishin, N.B.Eshkobilov, A.T.Tursunov, Opt.Commun., 41, p.331, 1982 СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СВОЙСТВА ФУЛЛЕРЕНА С 28
З.М. ИГАМКУЛОВА, Н.А. ТАЙЛАНОВ Джизакский Педагогический Институт, Джизак, Узбекистан Аннотация В данной работе на основе фундаментального уравнения Элиашберга, описывающего потенциала электрон-фононного взаимодействия. получено численное значение для критической температуры фуллерена С 28 . Приведены примеры о возможности применения фуллеренов в различных областях техники и микроэлектроники. Ключевые слова: электрон фононное взаимодействие, сверхпроводящие фуллерены, нанотрубки, наноматериалы, применение Одной из основных задач направленного поиска новых углеродных фуллеренов является установление фундаментальных зависимостей энергетической стабильности данных нанокластеров от их размера, топологии и состава, основанных на детальном изучении их электронно-энергетических состояний. В настоящее время предложено большое число модельных схем и выполнено значительное количество квантово-химических расчетов конкретных фуллеренов, позволяющих связать проблему их устойчивости со спецификой их электронного строения и типом межатомных взаимодействий. В частности, предложено т.н. правило изолированных пятиугольников, которое запрещает образование комбинации пятиугольных граней, разделенные ребром [1]. Согласно этому правилу, фуллерены с n<60 являются неустойчивыми, хотя есть сообщение о синтезе фуллерена С 32 [2]. С помощью простых топологических методов показана возможность существования большого числа иных фуллеренов, включая и наименьший из них - правильный додекаэдр C 20 . В связи с изложенным Number of particles Temperature, 0 C
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 278
большой интерес представляет проблема формирования структуры, электронного энергетического состояния и способов стабилизации т.н. малых фуллеренов (С 28 , С 32 , C
40 ) как
“пограничных” в семействе клеточных углеродных нанокластеров. В настоящей работе исследованы сверхпроводяшие свойства фуллерена С 28 . Определена температура сверхпроводящего перехода, используя потенциалом электрон-фононного взаимодействия. Оптимизированная структура С 28 представляет собой полиэдр с тремя группами неэквивалентных С-атомов (Рис.1) [3]. Верхние заселенные несвязывающие орбиталы С 28 локализованы на четырех С-атомах, составляющих одну из упомянутых атомных групп (С1) углеродной клетки.
Рисунок 1. Кристаллическая структура фуллерена С 28
Как известно [1], в определенных условиях молекулы С 28 имеют свойство упорядочиваться в пространстве, они располагаются в узлах кристаллической решетки, иными словами, фуллерен образует кристалл, называемый фуллеритом. Чтобы молекулы С 28
собой. Данная связь между молекулами в кристалле обусловлена наличием слабой ван-дер- ваальсовой силы. Это явление объясняется тем, что в электрически нейтральной молекуле отрицательный заряд электронов и положительный заряд ядра рассредоточены в пространстве, вследствие чего молекулы способны поляризовать друг друга, иными словами, они приводят к смещению в пространстве центров положительного и отрицательного зарядов, что обуславливает их взаимодействие [3]. Для определения температуру сверхпроводящего перехода фуллерена воспользуемся, хорошо известным уравнением Элиашберга для потенциала электрон-фононного взаимодействия [4, 5] F ' ' ' ' 2 ' ' ' 0 ' ' ' ' 0 R e
( ) f ( ) N (
) f (
) N (
) Z (
) ( ) d d ( ) F ( ) R e ( ) d t a n h , 2
' ' ' 2 ' ' 0 0 ' ' ' ' f (
) N (
) f (
) N (
) [1 Z ( ) ] d d ( ) F (
) f (
) N (
) f (
) N (
)
где Δ(ω) - параметр порядка, Z(ω) переформированная функция. В нормальном состоянии эта функция имеет следующий вид Z ( 0 ) 1
где λ константа электрон фононнного взаимодействия, функции f(ω) и N(ω) – описывают распределения Ферми и Бозе, соответственно; μ – матричный элемент кулоновского межэлектронного взаимодействия, α 2 (ω)F(ω) – спектральная плотность электрон фононного “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 279
взаимодействия. Матричный элемент электрон фононного взаимодействия численно оценивался по конечно-дифференциальной схеме [5], и он составляет порядка ≈ 181 МэВ. Используя выражение для константы электрон-фононного взаимодействия ep V
0 ( N , легко можно вычислить температуру сверхпроводящего перехода фуллерена. Как было отмечено в [4], что температура сверхпроводящего перехода зависит от постоянной решетки фуллерена. Максимальная температура перехода фуллеренов щелочных металлов немного выше 30 К (например для молекулы фуллерена С 60 ), но для сложного состава она превышает 40 К. Тогда, согласно Макмиллана [4] для определения температуры сверхпроводящего перехода воспользуемся следующим выражением ln *
) e x p
1 .2 (1 0 .6 2 ) c T
Здесь 2 ln 0 2 ( ) ln F d - фононная частота, ln 1 ln F -кулоновский псевдопотенциал [6]. Таким образом, задача вычисления температуры сверхпроводящего перехода T c сводится к расчету величин λ, ω ln и μ
* . Для типичных значений параметров ω ln
3
K , λ=1.2 и μ * ≈0.22, N(0)=5 эВ/спин имеем для температуры сверхпроводящего перехода фуллерена T c (С 28 ) ≈ 8.03T c (С
) ≈ 200 К. В последнее время в научной литературе обсуждаются вопросы использования фуллеренов для создания фотоприемников и оптоэлектронных устройств, катализаторов роста, алмазных и алмазоподобных пленок, сверхпроводящих материалов, а также в качестве красителей для копировальных машин. Фуллерены применяются для синтеза металлов и сплавов с новыми свойствами [1]. Установлено, что фуллерены и нанотрубки могут формировать два основных класса конденсированных фаз - молекулярных и ковалентно- связанных. Первые из них образуются с участием устойчивых химически инертных наноструктур: нанотрубок или высших фуллеренов С n . Как правило, механическая прочность этих фаз невысока, что непосредственно связано со слабыми связями типа Ван-дер-Ваальса между их “строительными блоками” - фуллеренами. Природа явления связана с энергетическим выигрышем при формировании между внешними стенками соседних нанотрубок квазиплоских участков, которые представляют собой локальные фрагменты графитовой структуры, что способствует усилению связи между соседними трубками в пучке. Подобный эффект может быть достигнут также в условиях гидростатического давления (Рис 2). Рисунок 2. Фуллеренные нанотрубки
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 280
Фуллерены планируют использовать в качестве основы для производства аккумуляторных батарей. Эти батареи, принцип действия которых основан на реакции присоединения водорода, во многих отношениях аналогичны широко распространенным никелевым аккумуляторам, однако, обладают, в отличие от последних, способностью запасать примерно в пять раз больше удельное количество водорода. Кроме того, такие батареи характеризуются более высокой эффективностью, малым весом, а также экологической и санитарной безопасностью по сравнению с наиболее продвинутыми в отношении этих качеств аккумуляторами на основе лития. Такие аккумуляторы могут найти широкое применение для питания персональных компьютеров и слуховых аппаратов [6]. Возникает перспектива использования фуллеренов в качестве основы для создания запоминающей среды со сверхвысокой плотностью информации. Фуллерены могут найти применение в качестве присадок для ракетных топлив, смазочного материала [7]. Большое внимание уделяется проблеме использования фуллеренов в медицине и фармакологии. Обсуждается идея создания противораковых медицинских препаратов на основе водо-растворимых эндоэдральных соединений фуллеренов с радиоактивными изотопами. Отметим, что эндоэдральные соединения – это молекулы фуллеренов, внутри которых помещен один или более атомов какого-либо элемента. Найдены условия синтеза противовирусных и противораковых препаратов на основе фуллеренов. Одна из трудностей при решении этих проблем – создания водорастворимых нетоксичных соединений фуллеренов, которые могли бы вводиться в организм человека и доставляться кровью в орган, подлежащий терапевтическому воздействию [8]. Литература 1. Новые направления в исследованиях фуллеренов.УФН, 164, № 9, 1007, 1994. 2. Елецкий А. В., Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода. УФН, 165, №9, 977, 1995.
3. D. Rainer, Prog. Low Temp. Phys. 10, 371, 1986. 4. W. C. McMillan, Phys. Rev. 167, 331, 1968. 5. G.M. Eliashberg. JETP, 28, 996, 1960. 6. Керл Р.Ф., Смолли Р.Э. Фуллерены. В мире науки.- 1991.- № 12.- С.14-24. 7. Тайланов Н.А. О критической температуре сверхпроводящего фуллерена. Молодой ученый. 2019. Часть 2. 8. Соколов В. И., Станкевич И. В. Фуллерены-новые аллотропные формы углерода: структура, электронное строение и химические свойства. Успехи химии, 62, № 5, 455, 1993.
Доц.Рисбоев Т., маг Ялгашев.У.М., маг Жиянбоева М.З. Гулистон Давлат университети
Яримўтказгичлардан тайёрланган фотоэлементлар (қуёш батереялари) қуёшдан келаётган ёруғлик энергиясини бевосита электр энергиясига айлантириб беришига имконга эга содда электр энергияси манбалари ҳисобланади. Фотогенераторлар ҳозир ҳам кўп соҳаларда муваффақиёт билан қўлланилаётган бўлишига қарамай, уларда ҳосил қилинган энергия таннархи ананавий усулда ҳосил қилинган электр энергиясига нисбатан анча қиммат. Бу эса фотогенераторларнинг самарадорлигини ошириш бўйича илмий тадқиқот ишларини кучайтиришни талаб қилади. Қуёш фотогенераторларининг самарадорлигини ошириш кўп омилларга боғлиқ. Бунда яхши кўрсаткичларга эга бўлган яримўтказгич материалини танлаб олинишини ўзи етарлик эмас. Фотоэлементлар тайёрлашда мураккаб тузилишли яримўтказгичлардан фойдаланиш истиқболли натижаларни кўрсатмоқда. Бундай
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 281
фотоэлементлар тўпланган ёруғлик нури шароитида ҳам ишлаш имкониятига эга. Қуёш фотоэлементларининг самарадорлигини оширишга қаратилган ҳар қандай тадқиқот иши тушаётган қуёш энергиясидан тўлиқ фойдаланиш, қурилманинг таннархини камайтиртш, шу билан бирга қурилманинг бирлик қувватини оширишга қаратилган. Бу соҳада олиб борилган ҳарқандай тадқиқот иши қуёш фотогенераторларининг самарадорлигини ошариш билан боғлиқ бўлган муоммоларни хал етишга ёрдам бериши табиийдир. Келажакда ҳар хил тақиқланган соҳага эга бўлган яримўтказгичлар қатламидан иборат фотоэлементлар (каскадли фотоэлементлар) яратиш йўли билан ФИК 24% гача етказиш имконияти мавжуд. Ултра юпқа қатлами қуёш элементларининг имкониятлари анча яхши [1]. Бундай қурилмалар юқори эффективликка эга бўлган солиштирма массаси 200
э m г/м 2 ва
ФИК 15% бўлганда 1 кэк Р кВт/кг солиштирма қувватга эга бўлади. Қуёш фотоенергетик қурилмалари яратиш учун яроқли яна бир яримўтказгичли материал галлий арсениддир. Бу яримўтказгич асосида ясалган қуёш элементларининг ФИК юқори температураларда ҳам стабил ва уларнинг солиштирма қуввати 500К гача ўзгармайди. Галлий арсенидидан кенг фойдаланишга галлий заҳирасининг чекланганлиги, уни олиш ва кимёвий ишов бериш маълум қийинчиликларни юзага келтиради. Қуёш энергетик қурилмалари танқис бўлмаган материалларидан тайёрланиши, ишлаб чиқариш жараёни содда бўлиши ва уларни катта миқёсида тайёрланганда ўхшаш хоссаларга эга бўлиши керак. Ҳозирги пайтда қуёш фотоэлектрик қурилмаларини яратиш одатда радиация оқимига бардошли бўлган р-п ўтишли фотоэлементлардан фойдаланилади. Кўп ҳолларда қуёш фотоэлектрик қурилмаларда р-п ўтишли кремнийли қуёш элементлари ишлатилади. Ҳозирги вақтда бутунлай такомиллаштирилган қуёш элементлари ишлаб чиқарилмоқда. Кейинги йилларда кремнийли қуёш элементлари етарлича такомиллаштирилди ва равшанлаштириш, терморегулятор ва радиацион ҳимоя қилиш имконини берадиган эффектив қатламли қуёш элементлари яратилди. Қуёш элементлари ичида “абсолют қора” қуёш элементи деб аталувчи қайтармийдиган сиртга эга бўлган қуёш элементлари катта аҳамиятга эга бўлмоқда
p p n -тузилишли ва хоссалари билан р-п ўтишга яқинлашувчи фотоўзгартиргичлар яратилди. Бу қурилмалар қуёш спектрининг қисқа тўлқинли қисмида юқори сезгирликка эга бўлиб юпқа базали ва ултра юпқа қатламли кремний элементидан ташкил топган. Бундай қурилманинг ФИК % 14 , солиштирма қувват 0,9-1,3 Вт/г тартибида, бундан ташқари улар икки томонлама сезгирликка эга. Тажриба натижаларини тахлил қилиш шу нарсани кўрсатадики, ҳозирги вақтда кремнийли қуёш элементининг ФИК 16% ни ташкил қилади. Келажакда ҳар хил тақиқланган соғага эга бўлган яримўтказгичлар қатламидан иборат фотоэлементлар (каскадли фотоэлементлар) яратиш йўли билан ФИК 24% гача етказиш имконияти мавжуд. Ултра юпқа қатламли қуёш элементларининг имкониятлари анча яхши. Бундай қурилмалар юқори эфФЭктивликка эга бўлиб, солиштирма массаси 200
кэ m г/м 2 ва
ФИК 15% бўлганда кэк 1кВт/кг солиштирма қувватга эга бўлади. Ушбу ишда такомиллаштирилган технология асосида монокристалл кремнийдан тайёрланган қуёш фотоэлементларининг асосий параметрларини лаборатория ва Гулистон шаҳрнинг табиий шароитида ўтказилган тажрибалар натижалари ва уларнинг таҳлили келтирилади. Бу тажрибаларда фойдаланилган қуёш фотоэлементи р –тур кремний монокристалидан 0,3 мм қалинликда кесиб олинган ва диаметри 62 ммли айланасимон дисклардан иборат бўлиб, унинг бир томондаги сиртига фосфор билан 0,3 мкм қалинликда қопланиб, 700 0 С гача тоблаш ва шу усул билан р-п ўтиш ҳосил қилинган. ФЭ сртидаги контакт тўрлари 30 та радиал чизиқлар ва уларни бирлаштирувчи кўндаланг тасма кўринишига эга бўлиб, унинг юзаси 9,4 см 2 га тенг. Контакт тасмалар кенглиги 0,5 ммдан ошмайди. Уларнинг умумий сирти ФЭ сиртининг 12% ни ташкил етади. ФЭнинг орқа томони еса алюминий диффузияланиб тайёрланган омик “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 282
контактли қопламадан иборат. Алюминий устига қалай қопланган. ФЭнинг устки ва остки контактларига уни ташқи занжирга улаш учун чиқиш симлари кавшарлаб туташтирилган. ФЭнинг устки сирти мусбат, остки қисми манфий ишорали қутблар ҳисобланади. Кремнийли Қуёш ФЭларининг иш характеристикаларини ўрганиш учун шу хилдаги 30 та фотоэлементнинг характеристикалари лаборатория шароитида ўрганилиб чиқилди. Бунинг учун схемаси 1-расмда кўрсатилган ва ўқув лаборатория асбобларидан ташкил топган ишчи қурилмадан фойдаланилди.
1 –расм. Лаборатория шароитида ФЭ ларнинг параметрларини ўрганиш қурилмасининг тузилиши. Ёритиш манбаидан (лампочкадан) чиқаётган ёруғлик оқими лампочка (1) дан чиқиб конденсатор (3) га тушади. Лампочканинг орқа томонига ўрнатилган (2) ботиқ кўзгу ёруғлик оқимини 30% гача ошириш имконини беради. Конденсатордан ёруғлик параллел нурлар оқими сифатида чиқиб, (4) иссиқлик филтрига ва ундан ўтиб (5) фотоэлементга тушади. Филтр инфрақизил нурларни ютиб қолиб, ФЭнинг қизиб кетишдан сақлайди.. Нур йўлига (6) нейтрал шиша пластинкаларни қўйиб, ёруғликнинг турли оқимини ҳосил қилиш мумкин. Тажриба давомида нурнинг ФЭ сиртига текис тик тушиб туришига аҳамият берилади. Ушбу қурилмадан фойдаланиб фотоэлементларнинг салт ишлаш кучланиши U си ва қисқа туташув токи I қт параметрлари ўлчаб чиқилди. Бунинг учун 2 –расмда келтирилган электр занжиридан фойдаланилди.
2 –расм. Лаборатория шароитида ВАХ характеристикасини олиш схемаси. 1 –фотоэлемент, 2 –миллиамперметр, 3 –волтметр, R н -юклама. Бунда юклама (нагрузка) сифатида Р-33 маркали қаршиликлар магазинида, ток кучини ўлчаш учун Ц-4352 маркали амперволтметрдан ва кучланишни ўлчаш учун эса М -254 маркали волтметрдан фойдаланилди. К –калит очиқ бўлганда ФЭнинг салт ишлаш кучланиши U си ўлчанади. К –калит уланиб R н =0 бўлганда қисқа туташув токи I қт ўлчанади. Қаршиликлар магазини ёрдамида қаршиликни ўзгартириб ФЭнинг нагрузка билан ишлаш жараёни тадқиқ қилинади. Лаборатория шароитида қисқа туташув токи I қт ва салт ишлаш кучланиши U СИ
ўрганилган ФЭлар ичида яхши кўрсатгичга эга бўлган 4 та ФЭлар ажаритиб олинди. ФЭлардаги р-п ўтиш сифатини бир –бирига солиштириш мақсадида, гарчи ноаниқлик катта бўлса ҳам, тажрибалар учун ажратилиб олинган ФЭларнинг қоронғулаштирилган ҳолда тўғри ва тескари йўналишдаги қаршиликлари ўлчаб олинди. Танлаб олинган фотоэлементларнинг дала шароитида ҳам ВАХ лари ўрганиб чиқилди. Бунда ФЭлар сиртининг Қуёш нурларига тик туришига аҳамият берилди. Жадвалда шу 4 та фотоэлементнинг лаборатория ва дала шароитида қисқа туташув токи I қт ва салт ишлаш кучланиши U СИ қийматлари келтирилган. “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 283
Yüklə 11,09 Mb. Dostları ilə paylaş:
|