ویژگی های الکترونی سامانه های دانه ای و ابررسانا

رساناهای دانه ای دسته ی جدیدی از مواد مصنوعی با ویژگی تونل زنی کنترل پذیر در مقیاس نانو هستند که از دانه هایی با اندازه متغیر چند نانو متر تا صد نانومتر تشکیل شده اند. این رساناها کاربردهای زیادی در صنایع الکترونیک، اپتیک و اپتوالکتریک دارند و گستره کاربرد آن ها از وسایل منتشر کننده نور تا سلول های فتو ولتایی و حسگرهای زیستی می باشد. از رایج ترین روش های سنتی ساخت چنین موادی تبخیر حرارتی و روش های واپاشی هستند. طی چنین فرایندهایی مولفه های فلزی یا نارسانا به طور همزمان برروی یک زمینه تبخیر واپاشی می شوند. پراکندگی مولفه-های فلزی منجر به شکل گیری دانه های فلزی کوچکی معمولا به قطر 3-50 نانومتر می شوند. با توجه به مواد مورد استفاده می توان دستگاه های مغناطیسی، ابررسانایی، نارسانا و... را به دست آورد. کاهش اندازه دانه ها می تواند منجر به بروز ویژگی یکتایی در مقایسه با نمونه کپه ای شود که این ویژگی شامل سختی، تغییر مقاومت الکتریکی، گرمای ویژه، انبساط گرمایی و ویژگی مغناطیسی می باشند. در سال های اخیر پیشرفت های زیادی در طراحی دانه ها با کنترل پارامترهای ساختاری ایجاد شده است. دانه ها می توانند توسط مولکول های آلی یا معدنی که آن ها را متصل و جفت شدگی بین آن ها ایجاد می کنند، پوشانیده شود. با تغییر اندازه و شکل دانه ها می توان ویژگی های کوانتومی داخل دانه ها را مشاهده کرد. آرایه d بعدی از دانه های فلزی که روی زمینه ای از مواد بی شکل نارسانا قرار داده شده اند در نظر می گیریم. در این آرایه ناخالصی ها در سطح و داخل هر دانه وجود دارند. الکترون ها می توانند از یک دانه به دانه ی دیگر تونل زنی کنند. نخستین تحلیل در تصحیح افت وخیز بر روی رسانندگی الکتریکی منجر به سه سهم متفاوت آسلامازوف لارکین (al)، مکی تامسون(mt) و چگالی حالت ها (dos) می شود. در اولی شکل گیری جفت های کوپر منجر به کانال های ابررسانایی موازی در فلز عادی می شود، دومی به پراکندگی همدوس الکترون ها توسط ناخالصی ها مربوط می شود و در نهایت سومی بر حسب نوآرایی حالت های نزدیک به انرژی فرمی در اثر تشکیل جفت ها است. در این پژوهش با استفاده از روش تابع گرین اثر افت و خیزهای ابررسانایی بر پذیرفتاری اسپینی یک ابررسانای دانه-ای را در حدود تمیز و آلوده مورد بررسی قرار می دهیم. نشان می دهیم که پذیرفتاری اسپینی در هر دو حد تمیز و آلوده به واسطه ی کاهش چگالی حالت های الکترونی و پراکندگی توسط ناخالصی ها در سطح فرمی، کاهش می یابد.