Теоретическое исследование электронных свойств низкоразмерных систем в полупроводниках

• Автор: Васильченко, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 81 с.

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СВОЙСТВ КВАЗИДВУМЕРНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ГАЗА И КВАЗИ-ДВУМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОЙ ПЛАЗМЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ
2 Л Изучение эффекта переэкранировки внешнего электрического поля обогащенном слоем на поверхности
кремния.

2.2 Расчеты основного состояния квазидвумерной электронно-дырочной плазміьі

2.3 Квазидвумерная электронно-дырочная плазма в магнитном поле: квантование холловского сопротивления и осцилляции люминесценции

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ДВУМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В СИЛЬНОМ 1УІАГНИТНОМ ПОЛЕ

3.1 Экранирование точечно электронами в сильном

го заряда двумерными агнитном поле

3.2 Электронная структура квантовой точки в магнитном

поле.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Список основных сокращений
2МЭГ - двумерный электронный газ;
2МЭДП - квазидвумерная электронно-дырочная ГС - гетероструктура;
КЭХ - квантовый эффект Холла;
МДП - металл-диэлектрик-полупроводник; ПЛП - приближение локальной плотности;
ТФП - теория функционала плотности.
плазмы;

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Диссертация посвящена самосогласованным расчетам электронной структуры низкоразмерных систем в полупроводниках. Можно указать по крайней мере три причины, делающих это направление исследований особенно актуальным.
1. Одна из основных задач физики твердого тела - установление взаимосвязи между свойствами кристаллов и взаимодействующим электронным газом. Исследование низкоразмерных систем с сильновзаимодействующим электронным газом открывает новые перспективы для изучения других разделов физики. Таким образом, решаемые в диссертации задачи актуальны с точки зрения физики твердого тела.
2. Применение несамосогласованных моделей часто приводит к существенным противоречиям с опытом. Поэтому при попытках интерпретации экспериментов используются искусственные модели и трудноконтролируемые предположения. В этих условиях проведение самосогласованных расчетов представляет естественный интерес для объяснения экспериментальных данных и предсказания новых явлений.
3. Исследование в физике низкоразмерных структур главным образом ведутся для разработки новых приборов для оптоэлектроники. Знание физических процессов, происходящих в низкоразмерных структурах, дает возможность моделировать и разрабатывать новые уникальные приборы.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Теоретическое исследование влияния многочастичного взаимодействия на электронные свойства двумерных, одномерных и нульмерных систем в полупроводниках. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ДВУМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В СИЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
3.1 Экранирование точечного заряда двумерными электронами в сильном магнитном поле
Экранирование примеси двумерными электронами имеет важное значение для изучения проводимости двумерных электронов и целочисленного квантового эффекта Холла.
В этом разделе решается задача, связанная с экранированием заряженной примеси с зарядом г0 двумерными электронами в сильном магнитном поле В [63]. Здесь считается, что п(г) = п(р)6{г), где р = (х,у), б(г) - дельта функция Дирака.
Ранее для решения этой задачи использовались простейшие модели [64,65] или самосогласованные вычисления в приближении Хартри [66]. В настоящем разделе для вычисления электронной структуры 2МЭГ воспользуемся теорией функционала плотности.
Пусть заряженная примесь помещена в точку (0,0,0). Выражение для полной энергии (1.2) двумерного электронного газа имеет следующий вид (используется атомная система единиц):
где Т -кинетическая энергия невзаимодействующих электронов в магнитном поле 5, которое задается векторным потенциалом А=(-у/2,Вх/2,0). Выбор векторного потенциала в таком виде обусловлен тем, что задача имеет круговую симметрию.
Ун (р) - электростатический потенциал, создаваемый электронами и положительно заряженным фоном плотности п+. Из уравнения Пуассона получаем:
Е, = Т +11Ун(р)[п - и+ у р+1^п(р)йр +| ехnndp
(3.1)