Luz materia

Práctica 3: INTERACCION DE LUZ CON MATERIA Y TUNELAMIENTO

Resumen— En este documento se estudia temas como la interacion de la luz con la materia, en particular se realiza un montage con fotoceldas y filtros para estudiar el efecto fotoeléctrico, además, se expone berevemente el funcionamiento de la microscopia por tunelamiento.

Palabras Clave— STM, Fotoelectrico, Microscopia.Introducción
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l desarrollo de esta practica de laboratorio se dividió en dos partes, durante la primera parte fue necesario identificar el comportamiento eléctrico de diferentes diodos y fotoceldas, el objetivo de realizar este montaje es ilustrar el comportamiento de una fotocelda al se expuesta a diferentes longitudes de onda y registrar los cambios, en este caso corriente, que se presenta en elcircuito.

En la segunda parte de la práctica de laboratorio se pretende dar a conocer una de las herramientas de caracterización de materiales a escalas nanometricas como es la microscopia por tunelamiento, en particular se expone de manera breve el funcionamiento de microscopio de efecto túnel contstruido en la universidad de los andes.
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Marco Teorico
Efecto Fotoelectrico
Se denomina efectofotoeléctrico al proceso en el cual hay una emisión de electrones en la superficie de un material metalico cuando es expuesto a radiación electromagnética
Las características de la emisión fotoeléctrica referida a un metal son:
* La emeision de los fotoelectrones se realzia de manera instantánea
* La energía cinética de los fotoelectrones depende de la frecuencia de la radiaciónincidente y es independiente de su intensidad.
* Para cada metal existe una frecuencia minima por debajo de la cual no se emiten electrones.
* Para una intesidad y frecuencia determinadas, la cantidad de fotoelectrones emitidos es proporcional a la intensidad de la radiación incidente.

Efecto Tunel
El efecto túnel es un fenómeno que ocurre en la escala nanoscopia en la cual una partículapenetra una barrera de potencial mayor a la energía cinética que posee. Este tipo de comportamiento se describe por medio de la ecuación de  Schrödinger para el caso en que la partícula tenga una energía  vemos que existe la posibilidad de que la partícula atraviese la pared y continue su viaje.

Fig. 1. Efecto túnel.

Materiales

Primera parte :
• Multimetro
• Fotocelda
• Led
• Pilade 9V
• Pedazos de vidrio, plástico, papel celofán y negro
Montaje

Para la primera parte del laboratorio es necesario realizar el montaje que se muestra en la figura 2. El objetivo de esta parte de la practia es medir el efectoque ejerce la radiación electromagnetia sobre la corriente que atraviesa el circuito, para ello se usaron diferentes filtros sobre la fotocelda y se midio lacorriente para cada uno de ellos. Los filtros usados fueron:
* Recipiente de vidrio.
* Papel celofan azul.
* Papel celofan rojo.
* Papel celofan amarillo.
* Bolsa negra.

Fig. 2. Montaje realizado

Resultados Experimentales

Preguntas

1. ¿De qué orden de magnitud es la corriente de tunelamiento presente en un STM? ¿Qué configuración circuital podría usarse para medirfácilmente la corriente de tunelamiento?
La corriente es dependiente de los valores de d y VT que son los valores de la distancia entre la muestra y la punta del STM y el voltaje de tunelamiento, a una distancia menor a 5nm y un voltaje de 1V se pueden tener valores de corriente aproximados a 1nA.

2. ¿Cuál de las señales involucradas el diagrama esquemático podría utilizarse para visualizar latopografía de la muestra?
De acuerdo con el esquema mostrado en la figura 3, el microscopio de barrido por tunelamiento genera una señal de corriente denominada it, debido a que la magnitud de esta corriente es muy pequeña para ser leída adecuadamente por el osciloscopio es necesario amplificarla, la nueva señal de corriente Kit es la señal que llega al osciloscopio y la que provee...