Юный техник 1975-07, страница 51
тора: чуть перегрел образец — зоны наложились, чуть меньше включил поле — они разошлись... Именно на этом этапе оттачивания опыта теория вырвалась вперед: А. А. Абрикосов сообщил экспериментаторам, что при точно определенных условиях — он безошибочно назвал их — они должны обнаружить еще одну фазу — экситонную. ДЫРКА ПЛЮС ЭЛЕКТРОН Так что же это такое — экси-тон? -Для того чтобы узнать это, нам нужно еще одно понятие зонной теории — понятие дырки. Дырка — это отсутствие электрона. Ну, например, из валентной заполненной зоны под влиянием нагрева электрон перескочил наверх, в зону проводимости. На его месте осталась «дырка». Опять-таки не надо представлять себе дело так, будто в атоме в прямом смысле образовалась дыра. Дырка — это положительный заряд, отсутствие отрицательного — как угодно. Помните, в одноэлектронном атоме водорода электрон вращается по орбите и не думает падать на ядро? Вот и электрон может сцепляться с дыркой, двигаться с ней вместе и не уничтожаться взаимно. Итак, экситон — это дырка и электрон, движущиеся вместе, но не «падающие» друг на друга. А что ж такое экситонная фаза, вскоре после теоретического предсказания обнаруженная экспериментально? Вещество переходит в нее тоже при фазовом переходе металл — диэлектрик. Но если в бесщелевом состоянии вещество становится почти сверх-проводимым, то в экситонной фазе оно становится почти сверхтеплопроводным. Вот как это получается. В сильном магнитном поле электроны и дырки на границе зон (а зоны, как мы уже знаем, сближаются в поле) притягиваются друг к дру гу и образуют пары. Вещество, наполненное экситонами, уже не проводник, ведь пара электрон—дырка электрически нейтральна. Но зато, двигаясь вдоль образца, экситон несет энергию своей внутренней связи и, распадаясь, отдает ее в виде тепловой. ТАК ЧТО ЖЕ «ПОСЛЕ»? Сейчас исследователи считают, что если наиболее перспективной с точки зрения практики является бесщелевое состояние, то с точки зрения «академической», исследовательской — наиболее интересна экситонная фаза. Поскольку бесщелевое состояние возникает на границе металл—диэлектрик, то на веществе, находящемся в этой фазе, можно построить, к примеру, диод. Но вы помните, это состояние близко к сверхпроводимости. И это обеспечивает такому диоду поразительно короткое время релаксации, как говорят физики, то есть диод обладает возможностью почти мгновенно перестраиваться. Это из области сделанного, пока, правда, не про-мышленно, а в лаборатории. А в будущем? Ученые считают, что открытое ими бесщелевое состояние поможет построить лазер с плавно меняющейся в магнитном поле частотой. Исследователей же больше интересует теперь экситонная фаза. Сверхтеплопроводность экситон-ного вещества — это третье и последнее «сверх»-состояние после открытия сверхтекучести и сверхпроводимости. ...Сейчас, когда открытия сделаны, можно опять решить: ну теперь-то уж сделано все до конца. Однако помните — «в тихом омуте...»? Когда мы оказались свидетелями столь неожиданных и блестящих результатов, следует согласиться: что-что, а живая физика «тихой» не бывает. н. климонтович 4 «Юный техник» № 7 49 |
