Комментарии 67
Теперь можно попытаться ответить, например, на такой вопрос – Почему современные солнечные элементы так малоэффективны?
Поглощают излучение только в узком диапазоне, т.е. используют лишь часть спектра и изначально могут преобразовывать лишь часть падающей энергии?
Если да, то получится 100% солнечная батарея. Правда?
Очень много сейчас работают над новыми аморфными материалами (не такими дорогими, как кристаллические), а также над применением плазмонных эффектов для солнечных элементов. В идеале хочется и максимально дешевый и очень эффективный, понятное дело))))
А может вы нам и про, гхм, запрещенную зону дерева расскажете?
Оказывается, что энергию частиц-квантов-фотонов обычно измеряют в тех же единицах, что и самую важную в мире величину – Ширину (величину) Запрещенной Зоны любого материала.
…
Как мы видим, энергия квантов света в видимой области длин волн (радуга на рисунке) имеет значения от 1,5 до 3,0 — то есть меньше, чем необходимое значения для поглощения в стекле (диэлектрик, а значит запрещенная зона более 3,5), НО может прекрасно поглощаться различными полупроводниками (кремний, германий, арсенид галлия и др.).
:)
И второй: куда девается захваченная энергия? Если она хранится в виде энергии электронов, то металл эффективно захватывает любые эл-магнитные волны и превращает их в эл. потенциал. Т.е. является 100%-ой солнечной батареей. Правда?
у металлов слишком высокая концентрация свободных электронов, и они начинают отражать эффективно свет примерно с толщины пленки уже в 10 нанометров…
при поглощении света металлами энергия идет на нагрев, солнечную батарею из металла можно сделать только если греть на нем воду))
Вы извините, но так отвратительно писать нельзя.
То есть сплошная вода, разбавленная показным панибратством, смайликами, ошибками и словами с большой буквы — это уже очень плохо. Да и популярность у текста нулевая, потому что "открытия" вы преподносите как "заветы Ильича" — мол, дети, дедушка вождь сказал, что так надо — значит так надо. Откуда зонная теория, почему зонная теория — черт его знает.
Но черт побери, у вас ведь смысловая часть текста — это откровенный бред! Параграф про зонную теорию — это просто феерическая отсебятина без малейшего понимания смысла. Корпускулярно-волновой дуализм — ааааа! (Принцип Гюйгенса, амплитуды вероятности? Не, не слышали.) Магические единицы электронвольты, которые до 3.5, не введены. Да вы даже шкалу энергий не в том месте нарисовали!
что значит — шкала энергий не в том месте?
Да пожалуйста: введение в полупроводниковую электронику (не мое), про синие светодиоды (мое).
Насчет шкалы: вам магическое число 1.2395 эВ*нм ни о чем не говорит?
я попытался написать в легкой, забавной форме текст для людей, которые очень далеки от физики… И многие находят его весьма полезным и заставляющим задуматься о вещах вокруг них и о вопросах, которые почему то далеки от курса школьной физики
вы сами себя позорите — сравниваете красивое оригинальное изложение основ физики полупроводниковых приборов с вашим переводом текста с сайта нобелевского комитета (который вы к тому же умудрились испортить..) ??
вы так и не ответили — что значит — шкала энергий не в том месте?
Мда. Это такая мантра "По ссылкам не ходи — критиков в плагиате обвиняй — о заветах Ильича задумывайся"?
я написал — красивое оригинальное изложение ФПП (тут не ни слова про не ходи по ссылкам))
ваш текст — это перевод! с доработками (плагиатом я его не называл)
почему вам не нравится слово — Открытие? ведь для человека, который этого не знал — это действительно открытие? многие простые факты, понятные мои преподавателям когда стали открытием и для меня… простые взаимосвязи и закономерности для вас, для кого то абсолютно непонятны — что тут удивительного?
вот представьте экономист или программист или юрист захотят узнать что-то о фотоприемнике на квантовых точках? вы сможете им объяснить? для них каждое ваше слово будет открытием...(я использовал слово Открытие скорее в ироничном смысле, неужели этого не чувствуется по тексту??)
Потрудитесь, пожалуйста, показать первоисточник моего "перевода".
После того, как у вас этого не получится, потрудитесь впредь не бросаться голословными обвинениями.
Но оказывается, большинство материала из отчета? http://www.eurotechnology.com/store/solidstatelighting/
кстати отчет похоже весьма интересный, не могли бы вы прислать полный текст почитать?
вы по работе занимаетесь полупроводниковыми светодиодами? больше материаловедением-ростом новых материалов?
Хорошего вам настроения, адекватной самооценки, критического мышления у пусть вам улыбнется удача и выпадет случай поговорить с другим человеком в состоянии когда мания величия будет оказывать на вас минимальное влияние и вы сможете адекватно оценивать окружающих людей.
А может я зря загоняюсь, и все нормально, и такие красивые и полезные статьи тоже нужны на этом ресурсе? Пусть растут все цветы, пусть любой автор найдет своего читателя?
Хотя нет.
Точно нет!
Ну нафик.
[sarcasm][/sarcasm] [sarcasm][/sarcasm][sarcasm][/sarcasm][sarcasm][/sarcasm][sarcasm][/sarcasm][sarcasm][/sarcasm]- расставьте на свой вкус.
специально для нефизиков рисовал максимально наглядный рисунок и показал просто обратные величины))) без пересчета энергия — 1,24 делить на длину волны… Да, вот такая вот вольность — но согласитесь, что качественное понимание читателем от этого не страдает??
текст для людей далеких от точных наук. одна из идей — написать текст без математики и спецтерминов (типа Электронвольт), но который позволит понимать основные принципы (через десяток другой открытий) работы современных приборов микро и наноэлектроники…
Вы знаете, наука теоретической физикой не ограничивается. Ожидал после такого введения что-нибудь про научный метод.
Теперь по тексту. Этот текст — краткий и отрывочный пересказ школьного уровня физики.
Все материалы состоят из атомов. Строение атома таково, что у него есть ядро, окруженное электронами – и вот эти самые ядра, окруженные электронами, располагаются определенным образом внутри материала. И, оказывается, что атомы находятся слишком близко друг к другу (на расстоянии порядка 3*10-10 метра) и оказывают друг на друга слишком большое влияние.
Разве в этом тексте можно что-то понять, не зная теоретической физики на школьном уровне? Что такое атом, что такое электрон, что за "определённый образ", какого рода влияние — это не объясняется.
А если читатель был на уроках физики в школе, что новое он почерпнёт из статьи?
Для кого этот текст — для тех, кто знает физику, и хочет ещё почитать набор тезисов по ней?
все материалы можно разделить на три вида! (расскажите мне, если кто знает, почему об этом не рассказывают в школе..?) Диэлектрики — полупроводники – металлы!
В какой школе?!
я просто буду рад, если этот человек вводил вам понятие Запрещенная Зона и, именно, по этому признаку проводил классификацию материалов… Я такого не встречал.
дочка: нет, это магия?
отец вздыхая: да это магия.
Так вот, тест немного напомнил ответ отца про магию, т.е. ясности не внес. нету непрозрачных диэлектриков? плстмассы там всякие?
любые дефекты, различные конфигурации расположения атомов, а также атомы другого сорта искажают зонное строение материала…
вот картинка про полимеры -https://www.researchgate.net/profile/Buket_Carbas/publication/221936396/figure/fig7/AS:316701162917900@1452518849360/Fig-7-Energy-band-diagram-of-polymers-PFO-PTFT-PEFE-and-PPFP.png
суть в том, что в случае сложного (неоднородного строения материала) могут быть уровни внутри запрещенной зоны, могут вообще границы зон отсутствовать как таковые…
дистиллированная вода считается практически диэлектриком, то есть зонная теория здесь хорошо работает (нет примесей, который обеспечивают сильную примесную проводимость), а дальше все как у стекла… некоторые считают, стеклообразное состояние вещества — жидкостью
соответственно искажается зонная структура материала…
Натрий — металл, запрещённых зон нет, но в ультрафиолетовой области прозрачен, начиная где-то с длины волны 210 нм. А цезий ещё хлеще — пропускает волны короче 440 нм, фиолетовый просвет на глаз можно заметить.
Обычное стекло прозрачно в видимом диапазоне, но непрозрачно в инфракрасном начиная где-то с длины волн 2 мкм. А ведь энергия у таких квантов меньше, чем у видимого света, вроде должны тоже в запрещённую зону проскакивать.
Это попытка найти отклик у 100% не физической аудитории, а может быть даже у подростков…
какие конкретно фильтры на основе стекла вы имеете ввиду? там видимо какие то специальные покрытия…
напишите более детально, и тогда обсудим!
отчасти интересно, можно ли передать суть физики полупроводников широкой аудитории в очень легкой форме..?
оказывается, что все материалы можно разделить на три вида! (расскажите мне, если кто знает, почему об этом не рассказывают в школе..?) Диэлектрики – полупроводники – металлы!
Неужели качество образования настолько упало? Ужас… :( в совке рассказывали.
И вот наконец-то Открытие #1 — оказывается, что все материалы можно разделить на три вида! (расскажите мне, если кто знает, почему об этом не рассказывают в школе..?) Диэлектрики – полупроводники – металлы! Всего лишь нужно определиться какая у данного материала величина запрещенной зоны – если ее нет, то это металл (Огромное количество свободных электронов). Если она совсем небольшая, то это полупроводник (только небольшая часть электронов является свободными и в чистом полупроводнике их как правило недостаточно, для того чтобы проводить ток). И материалы, в которых запрещенная зона большая, — это диэлектрики (они не проводят ток ни при каких условиях).
Для металлов — неверно. У металлов огромное количество свободных электронов не потому что нет запрещенной зоны (она может быть), а потому что есть частично заполненные зоны. Это может быть вызвано перекрыванием зон, либо тем, что уровень Ферми лежит внутри одной из зон (валентной или зоны проводимости).
Но, к примеру, первый абзац:
"… оказывается, что атомы находятся слишком близко друг к другу и оказывают друг на друга слишком большое влияние. "
Слишком для чего?
штук в одном кубическом сантиметре (10 000 000 000 000 000 000 000 – вот столько). Теоретически можно и нужно (очень хотелось бы) знать точное значение энергии каждого электрона в электрическом поле всех других электронов (в достаточно сложных условиях, ведь их слишком много), – Но решить такую систему уравнений невозможно. Физики придумали как приблизительно описать поведение всех электронов в кристалле (а их еще больше, чем атомов) – придумали Зонную Теорию и разбили все электроны на два класса.
«Валентные электроны, связанные с атомами… в кристалле»
Упс, а почему мы о кристаллах? Не уловил перехода… а в не-кристаллах не так? Или все вокруг — кристаллы?
«С точки зрения современной физики, электроны не могут передвигаться абсолютно свободно, они располагаются на определенных энергетических уровнях»
А как связаны «уровни» с передвижением? Что за уровни?
«есть определенные значения энергии, которые электрон не может принимать ни при каких условиях»
что за значения? Непонятно. Почему не может? Непонятно. Это отличается чем-то от фразы, что есть фиксированные определенные уровни? Непонятно.
Больше вопросов, чем ответов, и непонятно в результате, насколько этому всему можно доверять.
Извините, я лучше учебник почитаю, там, может, чуть сложнее, но четче и достовернее.
— Почему электродвигатель крутится?
— Потому что электричество, — отвечает студент.
Препод ловит упавшую челюсть и спрашивает:
— Ну вот возьмем утюг. Тоже электричество, почему ж он не крутится?
— Потому что не круглый!
— Ну хорошо, вот вам электроплитка. Круглая? Круглая. Электричество? Электричество. Почему ж она не крутится?
— Потому что трение!
Я могу привести массу примеров, где очень сложно сказать — это еще кристалл или уже аморфное состояние.
Для стекла (я имел ввиду диоксид кремния — согласен, что это может быть непонятно из текста) в любом состоянии сохраняется зонная структура, для кристаллического кварца ее посчитали примерно в 70ые годы (http://sci-hub.cc/10.1103/PhysRevLett.36.425 рисунок 1 валентная зона, рисонок 2 зона проводимости — разрыв 8 эВ), для аморфного состояния, где разрушается дальний порядок взаимодействия — зонная структура сильно размывается, но основная структура характерная для данного материала сохранится… (можете посмотреть кремний монокристаллический и аморфный)…
мне кажется, тут важно (и то, что я хотел показать) — это то, что тип атомов, их взаимное расположение и определяют в дальнейшем все свойства материала — (электрические, оптические, химические и др. ) а зонная теория — это один из существующих (развитый для полупроводников, но применимый для все материалов) способ описания строения материала, позволяющий получить информацию о его свойствах…
Я могу привести массу примеров, где очень сложно сказать — это еще кристалл или уже аморфное состояниеА не могли бы вы привести?
http://d3a5ak6v9sb99l.cloudfront.net/content/advances/2/7/e1600341/F5.large.jpg
на картинке различия показано азличие между поликисталлом и чем то аморфно-нанокристаллическим…
Введение в Год Науки или Почему стекло прозрачное?