Quantum wire
मेसोस्कोपिक भौतिकी में, क्वांटम तार एक विद्युत प्रवाहक तार है जिसमें क्वांटम प्रभाव परिवहन गुणों को प्रभावित करते हैं। आमतौर पर ऐसे प्रभाव नैनोमीटर के आयाम में दिखाई देते हैं, इसलिए उन्हें नैनोवायर भी कहा जाता है। क्वांटम प्रभाव यदि किसी तार का व्यास पर्याप्त रूप से छोटा है, तो इलेक्ट्रॉन अनुप्रस्थ दिशा में क्वांटम बंधन का अनुभव करेंगे। नतीजतन, उनकी अनुप्रस्थ ऊर्जा असतत मूल्यों की एक श्रृंखला तक सीमित होगी। इस परिमाणीकरण का एक परिणाम यह है कि तार के विद्युत प्रतिरोध की गणना के लिए शास्त्रीय सूत्र, क्वांटम तारों के लिए मान्य नहीं है (जहां सामग्री की प्रतिरोधकता है, लंबाई है, और तार का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है)। इसके बजाय, तार के प्रतिरोध की गणना करने के लिए सीमित इलेक्ट्रॉनों की अनुप्रस्थ ऊर्जाओं की एक सटीक गणना की जानी चाहिए। इलेक्ट्रॉन ऊर्जा के परिमाणीकरण के बाद, विद्युत चालकता (प्रतिरोध का व्युत्क्रम) के गुणकों में परिमाणीकृत पाया जाता है, जहां इलेक्ट्रॉन आवेश है और प्लैंक स्थिरांक है। दो का कारक स्पिन अपक्षय से उत्पन्न होता है। एक एकल बैलिस्टिक क्वांटम चैनल (अर्थात। जिसमें कोई आंतरिक प्रकीर्णन नहीं है) में चालकता की इस मात्रा के बराबर चालकता होती है। आंतरिक प्रकीर्णन की उपस्थिति में चालकता इस मान से कम होती है। परिमाणीकरण का महत्व किसी दिए गए पदार्थ के लिए नैनोवायर के व्यास के विपरीत आनुपातिक है। सामग्री से लेकर सामग्री तक, यह इलेक्ट्रॉनिक गुणों पर निर्भर करता है, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनों के प्रभावी द्रव्यमान पर। भौतिक रूप से, इसका मतलब है कि यह इस बात पर निर्भर करेगा कि किसी दिए गए पदार्थ के भीतर परमाणुओं के साथ चालन इलेक्ट्रॉन कैसे परस्पर क्रिया करते हैं। व्यवहार में, अर्धचालक बड़े तार अनुप्रस्थ आयामों (~ 100 एनएम) के लिए स्पष्ट चालन परिमाणीकरण दिखा सकते हैं क्योंकि कारावास के कारण इलेक्ट्रॉनिक मोड स्थानिक रूप से विस्तारित होते हैं। नतीजतन, उनकी फर्मी तरंग दैर्ध्य बड़ी होती है और इस प्रकार उनकी ऊर्जा पृथक्करण कम होती है। इसका मतलब है कि उन्हें केवल क्रायोजेनिक तापमान (पूर्ण शून्य के कुछ डिग्री के भीतर) पर हल किया जा सकता है जहां तापीय ऊर्जा अंतर-मोड ऊर्जा पृथक्करण से कम है। धातुओं के लिए, सबसे कम ऊर्जा अवस्थाओं के अनुरूप परिमाणीकरण केवल परमाणु तारों के लिए देखा जाता है। उनकी संबंधित तरंग दैर्ध्य इस प्रकार बेहद छोटी होने के कारण उनके पास एक बहुत बड़ा ऊर्जा पृथक्करण है जो कमरे के तापमान पर भी प्रतिरोध परिमाणीकरण को अवलोकन योग्य बनाता है। कार्बन नैनोट्यूब कार्बन नैनोट्यूब क्वांटम तार का एक उदाहरण है। एक धातु एकल-दीवार वाला कार्बन नैनोट्यूब जो कोई आंतरिक प्रकीर्णन (बैलिस्टिक परिवहन) प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त रूप से छोटा है, में एक चालकता होती है जो चालकता मात्रा से दो गुना अधिक होती है। दो का कारक उत्पन्न होता है क्योंकि कार्बन नैनोट्यूब में दो स्थानिक चैनल होते हैं। नैनोट्यूब की संरचना इसके विद्युत गुणों को दृढ़ता से प्रभावित करती है। किसी दिए गए (एन, एम) नैनोट्यूब के लिए, यदि एन = एम, नैनोट्यूब धातु है; यदि एन-एम 3 का गुणक है, तो नैनोट्यूब बहुत छोटे बैंड अंतराल के साथ अर्धचालक है, अन्यथा नैनोट्यूब एक मध्यम अर्धचालक है। इस प्रकार सभी आर्मचेयर (एन = एम) नैनोट्यूब धातु हैं, और नैनोट्यूब (6,4), (9,1), आदि हैं। अर्धचालक हैं। चालन क्वांटम क्वांटम बिंदु संपर्क क्वांटम वेल क्वांटम डॉट संदर्भ नैनोवायर क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स अर्धचालक संरचना मेसोस्कोपिक भौतिकी भी देखें।