Переходы изолятор-сверхпроводник-металл в легированных невырожденных полупроводниках

• Автор: Агафонов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 265 с. : ил.

ГЛАВА 1. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ЛЕГИРОВАННЫХ ОКСИДАХ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

1.1. Сверхпроводящие вольфрамовые бронзы МхУОз

1.2. Сверхпроводящие легированные купраты

1.3. Переход изолятор - металл в 11^хАхТЮз и Я-хАхУОз

1.4. Проблема сверхпроводимости в легированных невырожденных полупр ов одниках

1.5. Основные результаты ГЛАВЫ

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ЛЕГИРОВАННОГО

ПОЛУПРОВОДНИКА

2.1. Модельный гамильтониан

2.2. Структура примесных зон распространенных и локальных электронных состояний

2.3. Фононный механизм образования бозон-фермионных смешанных состояний на примесных узлах
2.4. Основные результаты ГЛАВЫ
ГЛАВА 3. НОРМАЛЬНОЕ И СВЕРХПРОВОДЯЩЕЕ СОСТОЯНИЯ В ПРИМЕСНОМ ПОЛУПРОВОДНИКЕ
3.1. Замкнутая система уравнений
для температурных функций Грина
3.2. Анализ триплетного канала спаривания
3.3. Фазовые переходы в системе субмонослойный
адсорбат - тонкая полупроводниковая пленка
3.4. Характерные численные значения модельных параметров
3.5. Основные результаты ГЛАВЫ
ГЛАВА 4. ПЕРЕХОД ИЗОЛЯТОР - МЕТАЛЛ
4Л. Решение системы функций Грина для нормального состояния
4.2. Численный анализ перехода изолятор - металл
4.3. Диэлектрическое состояние и псевдощель
4.4. Температурный переход изолятор - металл
4.5. Индуцированный легированием переход изолятор - металл
4.6. Влияние ширины разрешенной зоны полупроводника
на переход изолятор - металл
4.7. Температурная зависимость электронной энтропии при различных уровнях легирования
4.8. Электропроводность
4.9. Основные результаты ГЛАВЫ
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПЕРЕХОДОВ ИЗОЛЯТОР - СВЕРХПРОВОДНИК - МЕТАЛЛ
5.1. Решение системы функций Грина
5.2. Детали численного анализа
5.3. Переход изолятор - металл
5.4. Перенормировка спиновыми флуктуациями и гибридизацией внутриузельного взаимодействия в канале спаривания квазичастиц
5.5. Смешанное сверхпроводящее состояние
5.6. Основные результаты ГЛАВЫ
ГЛАВА 6. ФОНОННЫЙ МЕХАНИЗМ
СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
6.1. Решение системы функций Грина
для фононного механизма сверхпроводимости
6.2. Переходы сверхпроводник - металл в передопированной
области фазовой диаграммы
6.2.1. Состояние парамагнитного плохого металла

6.2.2. Сверхпроводящее состояние
6.2.3. Температурный переход сверхпроводник - металл
6.2.4. Индуцированный легированием переход
сверхпроводник - металл
6.2.5. Зависимость температуры сверхпроводящего перехода
от уровня легирования
6.3. Особенность пик-провал-горб на спектрах фотоэмиссии
6.4. Влияние изотопического эффекта на плотность состояний
6.5. Волновая функция конденсата в зависимости
от температуры и уровня легирования
6.6. Энергия конденсации и скачок теплоемкости
при переходе сверхпроводник - металл
6.7. Основные результаты ГЛАВЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

спектр матрицы [151].
Учет конечной концентрации примесных атомов приводит к качественно отличным результатам для энергетического спектра электронов в примесном полупроводнике. Гибридизация вызывает последовательность одночастичных переходов примесная орбиталь - зонное состояние. Как результат эффекта ансамбля примеси в области исходной запрещенной зоны образуются относительно узкие перекрывающиеся зоны распространенных и локальных электронных состояний с высокой их плотностью. Впервые это было установлено в работе [150], в которой было учтено и потенциальное рассеяние зонных электронов на примесях. Было показано, что потенциальное рассеяние не меняет этой особенности в электронной структуре глубоких примесных зон. Анализ примесных зон проводится ниже в этом разделе.
В (2.1) опустим члены, связанные с фононной подсистемой. Ограничимся здесь немагнитными решениями, для которых в приближении Хартри-Фока внутриузельные корреляции сводятся к переномировки затравочной энергии электронного локализованного состояния на узле д0 —► &о+ < >. Тогда
гамильтониан примет вид (спиновый индекс опущен):
Н = ЕОсОк«к + Е£оф1-а/ Ф^О^-а^а,- + Н.С.}. (2.2)
к 1 к,;'
Здесь матричный элемент гибридизации имеет вид:
К
Гк, = ^ехр(;кЛу). (2.3)
Здесь О - объем полупроводника.
Подобный гамильтониан был исследован в работе Елесина [153] при изучении энергетического спектра электронов в легированных полупроводниках при переходах примесь-зона проводимости в поле сильной электромагнитной волны. В результате анализа найденных в этой работе функций Грина было показано, что в спектре электронов в примесной зоне и зоне