Ганимед (спутник планеты Юпитер)
Ганимед, спутник планеты Юпитер, наибольший по размерам (диаметр около 5150 км ), четвёртый по расстоянию от планеты (1070 тыс. км ). Г. — один из четырёх больших спутников Юпитера, открытых в 1610 итальянским учёным Г. Галилеем.
Ганкель Герман
Га'нкель , Ханкель (Hankel) Герман (14.2.1839, Галле, — 29.8.1873, Шрамберг), немецкий математик, работал в Эрлангене и Тюбингене. Ему принадлежит ряд формул теории цилиндрических функций. Исследования Г. по основаниям арифметики содействовали развитию учения о кватернионах и общих гиперкомплексных числовых системах. Г. принадлежат работы по истории античной и средневековой математики.
Соч.: Theorie der complexen Zahlensysteme, Lpz., 1867 (Vorlesungen uber die complexen Zahlen und ihre Funktionen, Tl 1); Zur Geschichte der Mathematik in Altertum und Mittelalter, Lpz., 1874.
Ганн Юлиус
Ганн, Ханн (Hann) Юлиус (23.3. 1839, Линц, — 1.10.1921, Вена), австрийский метеоролог. В 1874—97 и с 1900 профессор Венского университета, в 1877—97 директор австрийского метеорологического института. Один из основателей Австрийского метеорологического общества (1863) и журнала «Метеорологише цайтшрифт» («Meteorologische Zeitschrift»). Создал т. н. динамическую теорию циклонов, объясняющую их возникновение взаимодействием двух противоположных потоков воздуха. Занимался изучением климатов Земли, описал явление фена.
Соч.: Handbuch der Klimatologie, 4 Aufl., Stuttg., 1932; Lehrbuch der Meteorologie, Bd 1—2, Lpz., 1939—51: в рус. пер. — Общее землеведение, СПБ, 1902 (совм. с Э. Брюкнером).
Ганна диод
Га'нна дио'д, полупроводниковый прибор, работа которого основана на Ганна эффекте . Основным элементом Г. д. является полупроводниковый кристалл из арсенида галлия, фосфида индия или др. толщиной от единиц до сотен мкм, к которому присоединены 2 омических контакта. Удельное электрическое сопротивление кристалла — от -~ 0,001 до ~0,01 ом- м. Эффект Ганна в нём возникает при достижении «критической» напряжённости поля (в арсениде галлия около 300 кв/м ). Для создания промышленных Г. д. используют арсенид галлия. Г. д. применяют для усиления и генерирования электрических колебаний мощностью порядка нескольких квт (в импульсном режиме) и сотен мвт (в непрерывном режиме) на частотах от ~0,1 до ~100 Ггц, а также для создания быстродействующих логических и функциональных элементов электронных устройств.
Ганна эффект
Га'нна эффе'кт, явление генерации высокочастотных колебаний электрического тока j в полупроводнике, у которого объемная вольтамперная характеристика имеет N-образный вид (рис. 1 ). Эффект был обнаружен впервые американским физиком Дж. Ганном (J. Gunn) в 1963 в двух полупроводниках с электронной проводимостью: арсениде галлия (GaAs) и фосфиде индия (InP). Генерация происходит, когда постоянное напряжение V , приложенное к полупроводниковому образцу длиной l , таково, что электрическое поле Е в образце, равное Е = V/l, заключено в некоторых пределах Е1 £ E (E 2 . E1 и E 2 ограничивают падающий участок вольтамперной характеристики j (E), на котором дифференциальное сопротивление отрицательно. Колебания тока имеют вид серии импульсов (рис. 2 ). Частота их повторения обратно пропорциональна длине образца l .
Г. э. связан с тем, что в образце периодически возникает, перемещается по нему и исчезает область сильного электрического поля, которую называют электрическим доменом. Домен возникает потому, что однородное распределение электрического поля при отрицательном дифференциальном сопротивлении неустойчиво. Действительно, пусть в полупроводнике случайно возникло неоднородное распределение концентрации электронов в виде дипольного слоя — в одной области концентрация электронов увеличилась, а в другой — уменьшилась (рис. 3 ). Между этими заряженными областями возникает дополнительное поле DE (как между обкладками заряженного конденсатора). Если оно добавляется к внешнему полю Е и дифференциальное сопротивление образца положительно, т. е. ток растет с ростом поля E , то и ток внутри слоя больше, чем вне его (Dj > 0). Поэтому электроны из области с повышенной плотностью вытекают в большем количестве, чем втекают в неё, в результате чего возникшая неоднородность рассасывается. Если же дифференциальное сопротивление отрицательно (ток уменьшается с ростом поля), то плотность тока меньше там, где поле больше, т. е. внутри слоя. Первоначально возникшая неоднородность не рассасывается, а, напротив, нарастает. Растет и падение напряжения на дипольном слое, а вне его падает (т. к. полное напряжение на образце задано). В конце концов образуется электрический домен, распределение поля и плотности заряда в котором изображены на рис. 4 . Поле вне установившегося домена меньше порогового E1 , благодаря чему новые домены не возникают.
Так как домен образован носителями тока — «свободными» электронами проводимости, то он движется в направлении их дрейфа со скоростью v, близкой к дрейфовой скорости носителей вне домена. Обычно домен возникает не внутри образца, а у катода. Дойдя до анода, домен исчезает. По мере его исчезновения падение напряжения на домене уменьшается, а на всей остальной части образца соответственно растет. Одновременно возрастает ток в образце, т. к. увеличивается поле вне домена; по мере приближения этого поля к пороговому полю E1 плотность тока приближается к максимальной jmaкc (рис. 1 ). Когда поле вне домена превышает E1 , у катода начинает формироваться новый домен, ток падает и процесс повторяется. Частота n колебаний тока равна обратной величине времени прохождения домена через образец: n = v/l. В этом проявляется существенное отличие Г. э. от генерации колебаний в др. приборах с N-образной вольтамперной характеристикой, например в цепи с туннельным диодом , где генерация не связана с образованием и движением доменов и частота колебаний определяется ёмкостью и индуктивностью цепи.
В GaAs с электронной проводимостью при комнатной температуре E1 ~3·103 в/см, скорость доменов v » 107 см/сек. Обычно используют образцы длиной l = 50—300 мкм, так что частота генерируемых колебаний n = 0,3—2 Ггц. Размер домена ~ 10—20 мкм. Г. э. наблюдался, помимо GaAs и InP, и в др. электронных полупроводниках: Ge, CdTe, ZnSe, InSb, а также в Ge с дырочной проводимостью. Г. э. пользуются для создания генераторов и усилителей диапазона сверхвысоких частот (см. Генерирование электрических колебаний ).
Лит.: «Solid State Communications», 1963, v. 1, №4, p. 88-91: Гани Дж., Эффект Ганна, «Успехи физических наук», 1966, т. 89. в. 1, с. 147; Волков А. ф., Коган Ш. М., Физические явления в полупроводниках с отрицательной дифференциальной проводимостью, там же, 1968, т. 96, в, 4, с. 633; Левинштейн М. Е., Эффект Ганна, «Зарубежная радиоэлектроника», 1968, № 10, с. 64; Левинштейн М. Е., Шур М. С., Приборы на основе эффекта Ганна, там же, 1970, в. 9, с. 58.