Эффекты внешнего поля в нанотрубках полупроводникового типа и квантовых точках

• Автор: Гордеева, Светлана Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Ионизация квантовой точки электрическими полями
§1. Вероятность ионизации в поле линейно-поляризованной
электромагнитной волны
§2. Ионизация квантовой точки постоянным электрическим
полем
§3. Ионизация квантовой точки в суперпозиции постоянного
и переменного электрического полей
Глава 2. Сверхпроводящие свойства квантового цилиндра
§1. Критическая температура и термодинамические свойства
сверхпроводящей нанотрубки в продольном магнитном поле 60 §2. Флуктуационный вклад в теплоемкость и намагниченность
нанотрубки выше точки перехода
§3. Электропроводность нанотрубок в магнитном поле
Заключение
Литература
Введение
В наноструктурах реализуются наиболее благоприятные условия для проявления квантового характера процессов, на основе которых могут быть созданы новые элементы функциональной электроники. Наноразмеры области движения частиц приводят к квантованию энергии, а неод-носвязность области движения в присутствии магнитного поля - к эффектам, которые являются производными от эффекта Ааронова-Бома. Кривизна нанотрубки даже в отсутствии магнитного поля приводит к новым макроскопическим осцилляционным эффектам, типа осцилляций де Га-аза-ван Альфена, которые связаны с квантованием энергии поперечного движения электрона и корневыми особенностями плотности электронных энергетических состояний на цилиндрической поверхности. Эффекты размерного ограничения электронов и фононов играют ключевую роль в формировании свойств электронных, оптических и сверхпроводящих устройств, использующих наноструктуры в качестве своих существенных элементов. С помощью внешнего поля можно управлять электронным энергетическим спектром, а переход к системам пониженной размерности приводит к качественно новым физическим результатам по сравнению с эффектами, известными в трехмерном случае.
Аналогично тому, как в свое время возникла новая область физики -физика плазмы твердого тела, сегодня можно говорить о физике плазмы низкоразмерных систем.
В настоящем разделе рассматриваются физические свойства бес-столкновительной плазмы полупроводниковой нанотрубки в магнитном

поле, в основе которых лежит явление пространственно-временной дисперсии и термодинамические свойства сверхпроводящего квантового цилиндра в продольном магнитном поле [1].
В последнее время большое внимание уделяется исследованию физических свойств плазмы полупроводниковой нанотрубки в магнитном поле, в основе которых лежит явление пространственно-временной дисперсии.
Для нанотрубок полупроводникового типа электронный спектр в продольном магнитном поле задается формулой [2]:
Здесь т* - эффективная масса электрона, рз - продольный импульс, в = 2тЯЬ - площадь поверхности цилиндра длиной Ь и радиусом Д, п е 2 - азимутальное квантовое число, определяющее также номер зоны поперечного движения, е = К2/2т*В2 - энергия размерного конфайнмен-та, Ф = яВ?Н - магнитный поток через сечение цилиндра, Ф0 = 2лДс/|е| - квант магнитного потока. Если электроны заселяют при нулевой температуре одну нулевую зону (п — 0) и совершают только продольное движение вдоль нанотрубки, то электронная система называется одномерной (./Д-система). Если же концентрация электронов достаточно большая и электроны находятся на нескольких низколежащих зонах, то система называется квазиодномерной. На свойства одномерного электронного газа большое влияние оказывают электрон-электронные взаимодействия, описание которых проводится в модели латтинджеровской жидкости. Тем не менее, как это подчеркивается в работе [3], представляется важным изучение свойств и невзаимодействующих электронов в одномерном случае.

в работе [75] впервые было получено выражение для вероятности ионизации атома, которое при низких частотах 7 <С 1, переходит в обычную формулу для туннельного эффекта, а при 7> 1 описывает многофотонное поглощение.
§1. Вероятность ионизации в поле линейно-поляризованной электромагнитной волны
Вероятность ионизации двумерной квантовой точки в поле линейно-поляризованной волны вычислим на основе метода, предложенного в работах [76-78, 84].
Рассмотрим нестационарное уравнение Шредингера в двумерной потенциальной яме (1.1) в присутствии переменного электрического ПОЛЯ (1.2)
= (Яо - Fxcosojt)'ip(p,t), (1.9)
здесь Н0 - гамильтониан электрона в свободном случае, когда нет переменного электрического поля
Но = — -Д2 + Uo(p). (1-10)
Пусть в начальный момент времени электрон находился в основном состоянии с энергией Ео = —к2/2. Решение стационарного уравнения Шредингера для основного состояния электрона в двумерной потенциальной