Квантовый транспорт в микроструктурах под воздействием переменного поля и спин-орбитального взаимодействия

• Автор: Булгаков, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 309 с. : ил.

Оглавление

Введение

Глава 1. ТЕОРИЯ КОГЕРЕНТНОГО ТРАНСПОРТА

1.1. Квантовый транспорт в мезоскопических системах

1.1.1. Формализм б'-матрицы. Формула Ландауэра-Буттикера

1.1.2. Квантование проводимости и резонансное туннелирование

1.1.3. Эффект Ааронова-Бома

1.2. Квантовые проволки и квантовые биллиарды

1.3. Туннелирование под действием переменного поля

1.4. Электронный транспорт в присутствии спин-орбитального взаимодействия
Глава 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСПОРТА
Глава 3. ВЛИЯНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВОЗМУЩЕНИЯ НА РЕЗОНАНСНОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ И ВОЛЬТ-АМПЕРНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДВУХБАРЬЕРНОЙ СТРУКТУРЫ
3.1. Формулировка модели и численные результаты для вероятности прохождения
3.2. Изменение вольт-амперной характеристики под действием переменного поля
3.3. Поглощение и излучение энергии туннелирующим электроном и рассеяние волнового пакета
Глава 4. КОЛЬЦО ААРОНОВА-БОМА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

4.1. Кольцо Ааронова-Бома под действием переменного магнитного потока: осцилляции проводимости и транспортные свойства волновых пакетов
4.2. Транспортные явления в двумерном мезоскопическом кольце под влиянием переменного электромагнитного поля
Глава 5. РЕЗОНАНСНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СО СВЯЗАННЫМИ СОСТОЯНИЯМИ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСПОРТА В КРОСС-СТРУКТУРАХ, ИНДУЦИРОВАННОЕ ПЕРЕМЕННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
5.1. Проводимость L—,T—,X— структур
5.2. Аномалии холловского сопротивления, индуцированные переменным электромагнитным полем
Глава 6. МИКРОВОЛНОВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ И ВОЛНОВОДЫ КАК СИСТЕМЫ, МОДЕЛИРУЮЩИЕ КВАНТОВЫЕ МЕЗОСКОПИЧЕСКИЕ ЕЕТЕРОСТРУКТУРЫ
6.1. Электромагнитный аналог мезоскопического транспорта электронов в присутствии спин-орбитального взаимодействия Рашбы
6.2. Множество связанных состояний в кросс-структуре типа "ножницы "и возможная экспериментальная реализация для эквивалентной электродинамической задачи
6.3. Влияние связанных состояний микроволновых волноводов на распространение электромагнитных волн
6.3.1. Динамика намагниченности и уравнения электромагнитного поля
6.3.2. Численные результаты для Г-, Т- и Х-структур
Глава 7. ТРАНСПОРТ В ПРИСУТСТВИИ СПИН-ОРБИТАЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

7.1. Явление подобное эффекту Холла, индуцированное спин-орбитальным взаимодействием
7.2. Изменение спинового состояния электрона, в процессе транспорта через мезоскопическую структуру, вызванное спин-орбитальным взаимодействием
7.2.1. Одномерная искривленная проволока
7.2.2. Двумерный искривленный волновод
7.3. Статистика волновых функций и токов индуцированная спин-
орбитальным взаимодействием в хаотических биллиардах
7.3.1. Формулировка метода граничных элементов в случае квантового биллиарда со спин-орбитальным взаимодействием
7.3.2. Предел слабого и сильного СОВ
7.3.3. Статистика тока вероятности
7.4. Спиновая поляризация в квантовых биллиардах под действием
электромагнитного поля, поляризованного по кругу
Глава 8. СВЯЗАННЫЕ СОСТОЯНИЯ В КОНТИНУУМЕ
8.1. Метод эффективного гамильтониана
8.2. Общий подход на основе техники эффективного гамильтониана к проблеме связанных состояний в континууме
8.3. Связанные состояния в континууме в открытых квантовых биллиардах с изменяемой границей
8.4. СОК состояния в кольце Ааронова-Бома
8.5. ССК состояния в двойных квантовых биллиардах
8.6. ССК состояния в фотонных дефектных волноводах
Заключение
Литература

ристика рассчитывалась по известному коэффициенту прохождения.
Наличие резонанса в коэффициенте прохождения отражается в вольт-амперной характеристике в виде достаточно резкого пика. На графике вольт-амперной характеристики можно выделить две характерные точки, это точка начала подъема характеристики Уд = 2(/у, — Ер) и сразу после прохождения максимума при У„ = 2Ед область долины, где Ед, Ер соответственно резонансный уровень и энергия Ферми. Появление сателлитных пиков, скажем, при Е = Ед ± Ыс приводит к изменению положения этих точек Уд = 2{Ед — Ер — Ь,и),Уу = 2{Ед + %ш). Другими словами, подъем характеристики начинается раньше на 2?кэ, а заканчивается позже на 2Ни>. при этом форма Л1(у) сильно зависит от интенсивности излучения. Характерное поведение А1(У) это два четких максимума и между ними минимум. Эксперимент в целом качественно подтвердил описанное теорией поведение, так что авторы имели основание заключить, что наблюдаемая картина изменения вольт-амперной характеристики обусловлена именно резонансной структурой коэффициента прохождения.
До сих пор мы касались только темы транспорта в одномерных системах (проблема сводилась к одномерной благодаря разделению переменных). Вместе с тем, Лиу [45] впервые начал изучать транспортные явления через идеальный квантовый точечный контакт, находящийся под действием переменного поля. Квантовый контакт это система существенно двумерная. В отсутствии внешних воздействий проводимость точечного контакта как функция приложенного напряжения представляет собой последовательность хорошо выраженных ступенек величиной 2е2/7г. Появление каждого следующего плато связано с тем, что открывается новый канал проводимости квантового контакта. Эффект носит ярко выраженный геометрический характер, его можно назвать проявлением размерного квантования, вызванного сильным ограничением поперечного движения электрона в контакте. Теория Лиу предполагает воздействие переменного потенциала в виде 14с соэ(иД) во входном