Оптические свойства квазинульмерных структур с примесными центрами молекулярного типа

• Автор: Разумов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Глава 1 Особенности спектра оптического поглощения квазинульмерной структуры с - центрами

1.1 Введение

1.2 Термы отрицательного молекулярного иона 1)^ - в квантовой точке с параболическим потенциалом конфайнмента

1.3 Эффект передислокации электронной волновой функции в

- системе

1.4 Коэффициент примесного поглощения квазинульмерной структуры с - центрами

1.5 Эффект передислокации электронной волновой функции в спектре примесного поглощения квазинульмерной структуры

1.6 Эффект подавления электронной интерференции в £>]_)-системе

при наличии магнитного поля

Выводы к главе

Глава 2 Молекулярные свойства иона в спектрах оптического поглощения квазинульмерных сгрукіур
2.1 Введение
2.2 Расчет матричного элемента оптического перехода между § - и и -термами в - системе
2.3 Спектральная зависимость коэффициента примесного поглощения, связанного с фотовозбуждением -центров
2.4 О возможности использования квазинульмерной структуры с
£>]_) - центрами в качестве фотоприемника ИК - излучения
Выводы к главе
Глава 3 Фактор пространственной конфигурации - центра в спектрах примесного поглощения квазинульмерных структур
3.1 Введение
3.2 Зависимость g - и и - термов от фактора пространственной конфигурации молекулярного иона в квантовой точке
3.3 Расчет матричного элемента оптического перехода электрона из состояния центра в размерно - квантованные состояния
квантовой точки
3.4 Спектральная зависимость коэффициента примесного
поглощения
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы

Возросший в последнее время интерес к физике низкоразмерных структур связан как с принципиально новыми фундаментальными научными проблемами и физическими явлениями (такими как целочисленный и дробный квантовый эффект Холла в двумерном электронном газе, вигнеровская кристаллизация квазидвумерных электронов и дырок, обнаружение новых композитных квазичастиц и электронных возбуждений с дробными зарядами, высокочастотных блоховских осцилляций, и т. д.), так и с перспективами создания совершенно новых квантовых устройств и систем с широкими функциональными возможностями. В этой связи особый интерес представляет нанотехнология молекулярных систем.
Впервые идея о том, что между электродами можно поместить несколько молекул или даже отдельную молекулу была впервые выдвинута в середине 70-х годов XX века. Эта концепция к настоящему времени реализована для отдельных компонент, однако производство интегральных цепей на молекулярном уровне связано с трудностью осуществления надежных и контролируемых контактов между молекулами. Возможным решением данной проблемы является «мономолекулярная» электроника, в которой отдельная молекула интегрирует в себе как элементарные процессы, так и межсоединения, необходимые для вычислений.
С точки зрения материалов для нанотехнологий и молекулярной электроники условно можно выделить три основных класса: полимеры, молекулярные ансамбли (molecular assemblies, selfaggregated systems) и единичные молекулы (smart molecules). Первый класс изучается наиболее давно и по общей совокупности работ, пожалуй, наиболее интенсивно. Второй класс - молекулярные ансамбли нанометровых размеров - изучается сравнительно недавно. К ним относятся, например, агрегаты на основе порфиринов и других амфифильных молекул, получаемых из растворов. Исследуются наноразмерные молекулярные стержни и проволоки (molecular

rods and wires), в том числе в качестве интерфейса между неорганическими материалами (например, двумя металлическими электродами). Предполагается, что со временем будет происходить интегрирование с классической приборной базой.
Важную группу составляют также самоорганизующиеся монослои (selfassembled monolayers, SAM's) на основе органических молекул или цепочек различного строения, которые исследуются как перспективные передающие материалы при литографии, так и для изучения токопереноса вдоль контура сопряжения молекулы.
Третий класс или способ применения органических материалов в нанотехнологиях самый молодой. Это то, что в настоящее время называют emergent или futuristic technologies (внезапно возникающие или футуристические технологии). Если жидкокристаллические дисплеи, технологии CD-R, фотопреобразователи, сенсоры и другие устройства на органических материалах хорошо известны, то одномолекулярные устройства (приборы) в реальном производстве отсутствуют. Более того, если макроскопические свойства классических органических твердых тел (молекулярных кристаллов) имеют удовлетворительное теоретическое описание, то процессы, ожидаемые в одномолекулярных устройствах, видятся гораздо менее отчетливо [1,2]. И, тем не менее, истинно "наноразмерные" эффекты ожидаются именно в этом классе. Конструируются молекулярные наномашины и наномоторы (роторы), динамические молекулярные переключатели, транспортировщики энергии, устройства распознавания, хранения информации. Для исследования инжекции носителей и туннельного тока в отдельных молекулах совершенствуются методы зондовой микроскопии.
Большой успех достигнут в работе с молекулами псевдоротоксана (рис.

к'0, см'1
1400г—- ? -
Ьсо, эВ
Рис 13. Спектральная зависимость коэффициента примесного поглощения при фотоионизации /)2~ - центров в квазинульмерной структуре при =13 нм, и0 = 0,1 нм, 1 - 11о = 65 нм, 2 - = 130 нм.