КВА́НТОВАЯ ДИФФУ́ЗИЯ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КВА́НТОВАЯ ДИФФУ́ЗИЯ, диффузия частиц в твёрдых телах, обусловленная туннельным эффектом. Перенос вещества в твёрдом теле всегда состоит из последовательных элементарных изменений конфигурации кристаллич. решётки, которыми являются, напр., обмен местами между разл. соседними атомами или между атомом и вакансией. Дискретные конфигурации кристаллич. решётки разделены высокими потенциальными барьерами. Скорость классич. диффузии определяется вероятностью того, что конкретный атом имеет энергию, достаточную для преодоления этого потенциального барьера, т. е. происходит надбарьерный термоактивационный переход. Существует также конечная вероятность подбарьерного туннелирования, т. е. перехода между состояниями, даже если энергия системы меньше высоты потенциального барьера. С понижением темп-ры вероятность надбарьерного перехода экспоненциально уменьшается, поэтому осн. роль начинает играть туннельный эффект. Его вклад определяется отношением квантовой неопределённости координаты частиц к расстоянию между узлами решётки, поэтому К. д. наблюдается в квантовых кристаллах.
Заметная вероятность туннелирования приводит к делокализации точечных дефектов решётки (примесей, вакансий и т. п.) в квантовых кристаллах. К. д. может рассматриваться как явление переноса в газе делокализованных дефектов (дефектонов). Их длина свободного пробега определяется разл. столкновениями, в т. ч. со структурными дефектами кристалла, друг с другом, с фононами. Иногда увеличение длины свободного пробега по мере уменьшения темп-ры может оказаться осн. фактором, влияющим на коэф. диффузии. В этом случае он растёт при понижении темп-ры (т. н. аномальная зависимость коэф. диффузии).