Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Существует много идей по применению С. м. в народном хозяйстве: сверхпроводящие обмотки возбуждения элентрнч. машпн и МГД-геиераторов, поезда на маги, подушне, эиергетич. накопители, магн. сепараторы для обогащения слабомагн. руд. Однако внедрение низкотемпературных С. м. встречает большие трудности. Освоение высокотемпературной сверхпроводимости должно снять многие техн. трудности по применению С. м.
Лит.: Сверхпроводящие соленоиды. [Сб. ст.], пер. с англ., М., 1965; Техническая сверхпроводимость в электроэнергетике и электротехнике. Сб., М., 1982; Уилсон М., Сверхпроводя-
щие магнаты, нер. с англ., М., 1985; CoIllngs Е. W., Applied superconductivity, metallurgy and physics of titanium alloys. V. 1—2, N. Y.— L., 1986. E. Ю. Нлименпо,
СВЕРХРЕФРАКЦИЯ — явление инверсии высотного хода приведённого (с учётом сферичности земной поверхности) показателя преломления для радиоволн, распространяющихся над поверхностью Земли (см. также Рефракция радиоволн). Приводит к образованию тропосферного волновода для УКВ и к существ, расширению рад ио горизонта.
Лит.: Фок В. А., Проблемы дифракции и распространения электромагнитных волн. М., 1970; Кравцов Ю. А., Фейзулин 3. И., Виноградов А. Г., Прохождение радиоволн через атмосферу Земли, М., 1983. А. В. Попов!
СВЕРХРЕШЕТКА — твердотельная периодич. структура, в к-рой на носители заряда (электроны), помимо обычного потенциала кристаллич. решётки (см. Bh^ трикристлллическое поле), действует дополнит, потенциал. Как правило, это одномерный потенциал F(г), с периодом d, меньшим длины свободного пробега электронов, но значительно большим периода а осн. решётки (от нескольких нм до десятков нм). Наиб, интенсивно исследуются полупроводниковые С., HO наряду с ними возможны металлнч. и магн. С. Потенциал V(г) обычно создаётся искусственно путём чередования тонких полупроводииловых слоёв, отличающихся по типу легирования и (или) хнм. составу (композиционные С., гетероструктуры,). В последнем случае С. можно рассматривать как перноднч. систему квантовых ям, разделённых сравнительно узкими барьерными слоями с заметной туннельной прозрачностью для носителей . заряда (волновые ф-цин электронов пе рекрыаа-ются).
Если длина свободного пробега носителей существен^ но превосходит период потенциала V(г), то наличие последнего видоизменяет эиергетич. спектр электронов и дырок. Дополнит, периодичность вдоль одной из осей (г), наз. о сью С., приводит к тому, что компонент* эиергетич. спектра, связанная с движением вдоль этой осн, представляет систему узких полос — мииизон. В перпендикулярной плоскости носители ведут себя как свободные частицы с соответствующей эфф. массой т. Полностью энергетнч. спектр носителей заряда в С. может быть записан в виде
Aj cos (pz<i/^)-J-^ р "Ь/5 j / 2m,
где і — номер минизоны, Ai — её ширина.
На рнс. показан вид плотности состояний *(/). соответствующей такому спектру. Значения Д* н (определяющей положение минизоны) зависят от амплитуды н формы V(z). С ростом амплитуды V{z) и её периода d ширина минизоны Ai уменьшается. При узких мниизоиах (At <? kT) волновые ф-ции электронов
«<«)
Плотность состояний gdf) в одномерной сверхрешётке. Для сравнения показаны плотности состояний в трёхмерной (пунктир) и двумерной (штрихпунктир) электронных системах.
вдоль осн z перекрываются незначительно (прозрачность барьеров мала) и электронный спектр состоит из дискретных уровней (уширенных рассеянием). Носители заряда в С. локализованы в ямах потенциала V(z)t и g(#) имеет вид ступеньки. Электронный газ
*С. ведёт себя как двумерный. Напротив, при Ai » kT свойства С. сходны со свойствами трёхмерного полупроводника.
Для С. характерна резкая анизотропия важнейших электронных свойств, в первую очередь кинетич. коэффициентов и внутризонных оптич. характеристик, где волосы интенсивного межминизонного поглощения существуют лишь для света, поляризованного вдоль оси С. Последнее обстоятельство позволяет использовать С. в качестве фильтров и поляризаторов И К-излучения. Эффекты межминизонного поглощения находят применение в ИК-фосопрнёмниках с диапазоном спектральной чувствительности, зависящим от параметров потенциала Р(г).
р Из-за малой ширины минизон нелинейные эффекты і проводимости вдоль оси С. проявляются прн значительно меньших напряжённостях электрич. поля, чем
* однородных кристаллах. Это позволяет использовать CL для нелинейного преобразовавши СВЧ-снгналов ^генерация высших гармоник и комбинац. частот, са-«оиидуциров. прозрачность и др.). В пост, электрич. Воле, параллельном оси С., вольт-амперная характеристика (ВАХ) имеет падающие TV-об разные участки. Благодаря их наличию С. можно использовать в качестве генератора и усилителя эл.-магн. колебаний, час-юта к-рых может перестраиваться в широких пределах •Изменением электрнч. поля. Сверх решёточные гетеро-4»руктуры находят применение также в лавинных фотодиодах. Благодаря различию в разрывах зоны прово-? дамостн и валентной зоны на гетерогравице, коэффициенты умноження электронов н дырок могут резко ^различаться, что способствует снижению шумов прн лавинном умножении.
