Дисперсионные эффекты фононного трения электронов в конденсированных средах

• Автор: Мареева, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 166 с. : ил.

1 Описание флуктуационно-диссипационных процессов в конденсированных средах

1.1 Отклик (функция Грина) и обобщенные восприимчивости

в теории электронного транспорта

1.2 Связь диссипативных и флуктуационных характеристик в

конденсированной среде

1.3 Свойства гауссова термостата, используемые для анализа

кинетики пробных квазичастиц

1.4 Выводы
2 Стохастическое уравнение движения пробной квазичастицы с учетом запаздывания электрон-фононного взаимодействия

2.1 Введение

2.2 Вывод немарковских уравнений движения нелинейной динамической подсистемы (квазичастицы)
2.3 Стохастическое уравнение движения пробной квазичастицы в фононном термостате
2.4 Гамильтониан электрон-фононного взаимодействия. Функция Грина (отклик) и коррелятор фононного поля
2.5 Релаксация импульса пробной частицы с учетом запаздывания электрон-фононного взаимодействия
2.5.1 Обобщенный коэффициент фононной силы трения
2.5.2 Квантовая модель. Предельный переход к нулевой
частоте
2.5.3 Квазиклассическое приближение

2.6 Выводы
3 Дисперсия времени релаксации импульса электрона
3.1 Введение
3.2 Частотная зависимость коэффициента релаксации медленного электрона
3.2.1 Низкие температуры кристаллической решетки
3.2.2 Высокие температуры кристаллической решетки
3.2.3 Квазиклассическое приближение
3.3 Частотная зависимость коэффициента релаксации быстрого электрона
3.3.1 Высокие температуры кристаллической решетки
3.3.2 Низкие температуры кристаллической решетки
3.4 Зависимость подвижности электрона от напряженности постоянного электрического поля
3.5 Особенности частотной зависимости восприимчивости электрона в квантовой точке
3.6 Выводы
Приложение. Динамика дислокационных образований, контролируемая фононным трением
1 Обзор механизмов фоноиного торможения дислокаций
2 Динамика дислокационных скоплений в приближении ква-зивязкого скольжения, обусловленного фононным трением
3 Эффекты динамики дислокационных образований в условиях нелинейного фононного торможения
4 Выводы
Заключение
Список литературы

Проблема взаимодействия электронов с фононным полем решетки продолжает оставаться одной из наиболее актуальных в физике конденсированного состояния [1]- [3]. Интерес к данной проблеме связан с ролью электрон-фононного взаимодействия в описании таких фундаментальных физических явлений, как процессы переноса в упорядоченных и неупорядоченных средах, флуктуации, сверхпроводимость, динамика дислокаций. Являясь основным механизмом диссипативных и флуктуа-ционных процессов в твердом теле, электрон-фононное взаимодействие определяет характеристики электронов-квазичастиц, ведет к диссипации их импульса и энергии, изменению закона дисперсии электронов, флуктуациям плотности тока и т.д. Сложность и разнообразие возникающих при этом задач диктует поиск новых моделей, удобных для использования в той или иной физической ситуации.
Цель данной работы состоит в исследовании эффектов фононного трения электронов-квазичастиц в конденсированных средах с учетом воздействия на электрон флуктуаций фононного поля и запаздывания электрон-фононного взаимодействия на основе микроскопической флук-туационно-диссипационной теории. Предложена и изучена модель, основанная на концепции пробной квазичастицы и позволяющая вычислять частотные зависимости времени релаксации импульса электрона (вследствие его взаимодействия с фононами) в ковалентных и ионных полупроводниковых кристаллах в достаточно широком диапазоне температур, скоростей и амплитуд внешнего постоянного и переменного электрического поля. Мы ограничились подробным анализом средних характеристик пробной квазичастицы, хотя полученное стохастическое уравнение в рамках предложенной модели позволяет рассчитывать статистические характеристики шумов в полупроводниках, в том числе негауссовы

ент деформационного потенциала через микроскопические параметры задачи для выбранной модели гамильтониана взаимодействия.
2.2 Вывод немарковских уравнений движения нелинейной динамической подсистемы (квазичасти-Цы)
Основная задача микроскопической флуктуационно-диссипационной теории заключается в том, чтобы получить уравнения движения для некоторой выделенной части полной системы - динамической подсистемы, взаимодействующей с диссипативной системой, называемой термостатом. При единственном предположении о гауссовости невозмущенных переменных термостата удается исключить переменные термостата, строго определить флуктуационные источники и указать рецепт вычисления их функций корреляции. Таким образом, теория строится на основе статистических предположений и не опирается на малость константы взаимодействия и предположения о марковости, которые обычно используются в методе кинетических уравнений.
Пусть динамическая подсистема, определяемая гамильтонианом Но взаимодействует с термостатом, имеющим гамильтониан П и находится под воздействием внешней силы f{t), так что гамильтониан всей системы имеет вид
Н=:Н0 + Р-Х(2-Х1{1), (2.1)
где АХС2 описывает взаимодействие между динамической подсистемой и термостатом, я X, соответственно, переменные термостата и динамической подсистемы. Будем считать, что взаимодействие XXС5 включается адиабатически в момент времени £ = — оо, причем невозмущенные переменные термостата в начальном состоянии являются гауссовыми переменными. Учтем сначала изменение переменных термостата считая XX(1) произвольной силой, воздействующей на термостат, а