ТЕРМОДИНАМІКА ФЕРМІ-ГАЗУ У НАНОТРУБЦІ

  • Yu. M. Poluektov Science Center “Kharkov Institute of Physics1, Akademicheskaya Str.,61108 Kharkov,Kharkоv V.N. Karazin National UniversitySq. Svobody 4, Kharkov, 61022, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3207-3226
  • A. A. Soroka Національний Науковий Центр «Харківський фізико-технічний інститут» 61108, Харків, Академічна, 1 https://orcid.org/0000-0002-3073-1774
Ключові слова: фермі-частинка, нанотрубка, термодинамічні функції, низькорозмірні системи, рівняння стану, теплоємність, стисливість

Анотація

Для ідеального фермі-газу, який заповнює простір усередині нанотрубки, у загальному вигляді для довільних температур обчислені термодинамічні характеристики, а саме: термодинамічний потенціал, енергія, ентропія, рівняння стану, теплоємності та стисливості. Всі ці величини виражені через введені стандартні функції та їх похідні. Радіус трубки розглядається як додаткова термодинамічна змінна. Показано, що при низьких температурах в квазіодновимірному випадку температурні залежності ентропії та теплоємності залишаються лінійними. В залежностях ентропії та теплоємності від хімічного потенціалу існують різкі максимуми у точках, де починається заповнення чергового дискретного рівня. Характер залежностей термодинамічних величин виявляється якісно відмінним при фіксованій лінійній або повній густині. При фіксації лінійної густини ці залежності монотонні, а при фіксації повної густині мають осциляційний характер.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

1. Ando T., Fowler A.B., Stern F. Electronic properties of two-dimensional systems // Rev. Mod. Phys. − 1982. − Vol. 54. −
P. 437-672.

2. Komnik Y.F. Physics of metal films. − Moscow: Atomizdat, 1979. − 264 p. (in Russian)

3. Dragunov V.P., Neizvestnyj I.G., Gridchin V.A. Fundamentals of nanoelectronics. − Moscow: Fizmatkniga, 2006. − 496 p. (in
Russian)

4. Vagner I.D. Thermodynamics of two-dimensional electrons on Landau levels // HIT J. of Science and Engineering A. − 2006. −
Vol. 3. − P. 102-152.

5. Freik D.M., Kharun L.T., Dobrovolska A.M. Quantum-size effects in condensed systems. Scientific and historical aspects //
Phys. and Chem. of Solid State. − 2011. − Vol. 12. − P. 9-26.

6. Shaginyan V.R., Popov K.G. Strongly correlated Fermi-systems: theory versus experiment // Nanostuctures. Mathematical
physics and modeling. − 2010. − Vol. 3. − P. 5-92.

7. Landau L.D., Lifshitz E.M. Statistical physics, Vol. 5. − Oxford: Butterworth-Heinemann, 1980. − 544 p.

8. Poluektov Yu.M., Soroka A.A. Thermodynamics of the Fermi gas in a quantum well // East Eur. J. Phys. − 2016. − Vol. 3,
No.4. − P. 4-21; arXiv:1608.07205 [cond-mat.stat-mech].

9. Tomonaga S., Remarks on Bloch’s method of sound waves applied to many-fermion problems // Progr. Theor. Phys. − 1950. −
Vol. 5. − P. 544-569.

10. Luttinger J.M. An exactly soluble model of a many-fermion system // J. Math. Phys. − 1963.− Vol. 4. − P. 1154-1162.

11. Deshpande V.V., Bockrath M., Glazman L.I., Yacoby A. Electron liquids and solids in one dimension // Nature. − 2010. − Vol. 464 (11). − P. 209-216.

12. Landau L.D., The theory of a Fermi liquid // Sov. Phys. JETP. − 1957. − Vol. 3. − P. 920-925.

13. Pines D., Nozières P. The theory of quantum liquids, Vol. I. − New York: Benjamin, 1966. − 149 p.
14. Abramowitz M., Stegun I. (Editors), Handbook of mathematical functions. − Moscow: Nauka, 1979. − 832 p.
Опубліковано
2017-10-20
Цитовано
Як цитувати
Poluektov, Y. M., & Soroka, A. A. (2017). ТЕРМОДИНАМІКА ФЕРМІ-ГАЗУ У НАНОТРУБЦІ. Східно-європейський фізичний журнал, 4(3), 4-17. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2017-3-01