Физическая энциклопедия - размерные эффекты

явления в тв. телах, наблюдающиеся в условиях, когда размеры исследуемого образца сравнимы с одной из характерных длин длиной свободного пробега l носителей заряда, длиной волны де Бройля l, диффузионной длиной и т. п. Различают классич. и квант. Р. э. Классич. Р. э. наблюдаются в поведении статич.

электропроводности тонких металлич. и полупроводниковых плёнок и проволок, толщина d к-рых сравнима с длиной l свободного пробега эл-нов. При уменьшении d уд. сопротивление r монотонно возрастает, что связано с дополнит. рассеянием эл-нов на границах образца. Величина r существенно зависит от характера рассеяния (зеркального или диффузного).

Во внеш. сильном магн. поле Р. э. могут возникать, когда d сравнимо с размерами орбиты эл-нов проводимости в магн. поле Н, т. к. в зависимости от величины напряжённости поля Н орбита может укладываться либо не укладываться в образце. В последнем случае Р. э. проявляются в виде осцилляции электропроводности при изменении магн. поля.

Аналогичные эффекты возможны и на высоких частотах (радиочастотные Р. э.). Квант. Р. э. обнаруживаются в случае, когда толщина плёнки или диаметр проволоки сравнимы с де-бройлевской длиной волны l эл-на. Р. э. связаны с квантованием квазиимпульса эл-на, вследствие чего энергетич. зоны электронного спектра расщепляются на подзоны (см.

ЗОННАЯ ТЕОРИЯ). Квант. Р. э. проявляются в осцилляционной зависимости уд. сопротивления r и др. характеристик (кинетич. коэфф.) от толщины образца d. Анизотропные Р. э. наблюдаются в анизотропных проводниках (как при естеств. анизотропии, так и наведённой магн. полем, давлением и т. д.) с неск. группами носителей заряда (эл-ны и дырки, эл-ны разных «долин» энергетич.

спектра и т. п.). Пропускание тока через образец сопровождается пространств. разделением носителей, относящихся к разным группам, в направлении, перпендикулярном к току. Если диффузионная длина носителей сравнима с поперечными размерами образца, такое разделение носителей приводит к существенной размерной зависимости электропроводности и др. кинетич. коэффициентов. .