Влияние межэлектронного взаимодействия на спиновые свойства одномерных и квазиодномерных проводников

• Автор: Вахитов, Руслан Ришатович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Особенности одномерных и квазиодномерных проводников

1.1. Одномерные взаимодействующие электроны: жидкость Латт-

инджера

1.2. Квазиодномерные проводники - промежуточный класс систем

между Ш и ЗБ объектами

1.3. Особенности низкотемпературного поведения квази-Ш проводников

1/1. Взаимодействующие электроны в Ш

Глава 2. Низкотемпературная теплоемкость квазиодномерных проводников

2.1. Квазиодномериый проводник без ВЗП

2.2. Расчет теплоемкости квази-Ш проводника с примесями
2.3. Квазиодномериый проводник с ВЗП
2.4. Расчет теплоемкости квази-Ш проводника в состоянии жидкости Латтинджера, стабилизированной ВЗП
2.5. Учет флуктуаций фаз на примесях
2.6. Выводы
Глава 3. Спиновая поляризация электрического тока, протекающего через квантовый провод с примесью
3.1. Мотивация исследования
3.2. Основные уравнения
3.3. Флуктуаций в проводе конечной длины

3.4. Генерация спинового тока
Глава 4. Регистрация спинового тока
4.1. Измерение приложенного «спинового» напряжения
4.2. Вычисление зарядовых флуктуаций (фЪ. Короткодействие
4.3. Вычисление зарядовых флуктуаций (ф2). Дальнодействие
4.4. Порядок величины эффекта
Заключение
Литература

Введение
Актуальность работы.
В физике конденсированного состояния особое внимание уделяется явлениям, обусловленным межэлектронным взаимодействием. Поэтому одномерные (Ш) проводники занимают здесь исключительное положение, взаимодействие в них играет особую роль. Теория ферми-жидкости Ландау, успешно использованная для описания множества физических свойств трехмерных и двумерных электронных систем, в 1Б случае оказывается неприменимой. Это связано с тем. что в 1Б системах сильно уменьшается область фазового пространства, доступная для электронных переходов в процессах электрон-элсктронного рассеяния. Другими словами, в отличие от ЗГ) проводников, одномерные электроны не могут легко обойти друг друга. Это приводит к тому, что учет даже слабого межэлектронпого взаимодействия коренным образом меняет спектр системы, характер элементарных возбуждений и физические свойства. В частности, в Ш случае имеет место так называемое спин-зарядо-вое разделение - заряд и спин могут двигаться независимо (причем с разными скоростями), а проводимость существенно подавляется даже единственной примесью. Благодаря интересной физике и новым необычным свойствам, исследование одномерных и квазиодномерных материалов и структур уже более полувека находится в центре внимания физиков, изучающих конденсированные системы. Интерес к одномерным и квазиодномерным проводникам во многом связан также с тенденциями к миниатюризации в электронике и с успехами современной технологии, позволящей создавать такие одномерные проводящие системы, как полупроводниковые квантовые проволоки и проводящие атомные цепочки на поверхности.
В настоящее время остаются не выясненными даже многие фундаментальные физические свойства таких систем. В частности, особый интерес

ного взаимодействия: чем взаимодействие сильнее, тем Кр меньше.
Свободное фононное поле описывается стандартным действием для упругой среды, которое в частотно-импульсном представлении имеет вид:
где <р - фононное поле, а = с2ду + - спектр ЗБ фононов. Как из-
вестно, волна зарядовой плотности возникает вследствие рассеяния электронов на 2&д-фононах (т.е., фононах, у которых компонента импульса, параллельная цепочкам, равна 2кр). Поэтому мы можем пренебречь зависимостью фононного спектра от дц и считать, что ш2/г^) = с|(2/г^)2 4- Тогда в
координатном представлении фононное действие запишется так:
Слагаемое, отвечающее взаимодействию электронов с 2кр-компонентой фононного поля имеет следующий вид:
где 7 - константа электрон-фононного взаимодействия.
Есть основания полагать, что основной эффект па электронную систему оказывают флуктуации не амплитуды, а фазы фононного поля ср. Поэтому можно пренебречь флуктуациями амплитуды и считать, что ср(т,х, п) = ?7ехр[гх(т, х, п)]; причём фаза х ~ вещественная функция, а г) = const и подлежит последующему определению (например, она может быть найдена из соображений минимума свободной энергии системы). В этом случае фононное действие (2.16) перепишется так:
(2.15)
Sph = dxdr (дтр)(дт(р*) + cj(2kF)2ipip* + с2±(дг±ір)(дгхір*)^ . (2.16)

(2.17)