Конфигурационное взаимодействие и резонансы в наноструктурах

• Автор: Штенберг, Валерия Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Многоканальное туннелирование и резонансы Фано в

наноструктурах

1.1 Проблема автоионизации атомов: исторический экскурс и

современное состояние проблемы

1.2 Резонансы Брейта-Вигнера и резонансы Фано. Природа

резонансов Фано

1.3 Резонансное поведение фотопоглощения в сверхрешетках.

Экситоны в квантовых ямах

1.4 Резонансы Фано в электронном транспорте через квантовые точки
и через квантовые «острова»
1.5 Резонансный квантовый транспорт в гетеробарьерах
1.6 Интерференция Фано и смежные проблемы
Глава 2 Интерференция квантовых состояний в электронных
волноводах с примесями
2.1 Модель электронного волновода и уравнения
2.2 Матрица рассеяния и резонансное приближение
2.2.1 Матрица рассеяния
2.2.2 Резонансное приближение
2.3 Интерференция резонансных состояний
2.3.1 Уединенный резонанс
2.3.2 Интерференция резонансной пары
2.3.3 Интерференция резонансных состояний
2.3.4 Резонансы в волноводе с несимметричной примесью
2.4 Обсуждение результатов
Глава 3 Многоканальное туннелирование в гетеробарьерах
3.1 Резонансы Фано и локализация электронов в гетеробарьерах

3.1.1 Модель структуры и уравнение
3.1.2 Матрица прохождения
3.1.3 Анализ нулей и полюсов матрицы прохождения
3.1.4 Локализация электронов в гетеробарьерах
3.2 Управление резонансами и электронная локализация в квантовых барьерах
3.2.1 Модель структуры. Учет давления
3.2.2 Влияние давления на локализацию электронов в гетеробарьере
3.2.3 Матричная теория столкновения резонансов
3.3 Резонансное туннелирование и нелинейный ток в гетеробарьерах со сложным законом дисперсии носителей
3.3.1 Модель гетероструктуры и метод вычисления прозрачности
3.3.2 Движение резонансов Фано и Брейта-Вигнера в электрическом поле
3.3.3 Туннельный ток
3.4 Обсуждение результатов
Глава 4 Сопротивление размерно-квантованных пленок с
нановключениями
4.1 Модель системы и характеристики рассеяния
4.2 Метод решения
4.3 Резонансное приближение
4.4 Взаимодействие резонансов
4.4 Результаты численных расчетов
Заключение
Список литературы

Введение
Резонансные туннельные явления привлекают внимание, начиная со времен возникновения квантовой теории. Первоначально резонансные состояния были изучены в атомных и ядерных системах [1]. В физике твердого тела интерес к таким явлениям возник в связи с созданием класса МДП-структур, что стимулировало теоретические исследования этой проблемы в работах Иогансена [2], Tsu и Esaki [3] и др. (см.[4]). Чтобы получить резонансный уровень, необходимо иметь по крайней мере два тонких барьера, разделенных узкозонным полупроводниковым слоем. Возникающие вследствие конструктивной интерференции волн между барьерами квазисвязанные состояния приближенно характеризуются двумя параметрами: положением резонанса и его шириной. Ширина резонанса определяется частотой колебания электрона между барьерами и вероятностью туннелирования через барьеры. При этом ширина уровня всегда конечна, поскольку имеется конечная вероятность ухода электрона из ямы. Резонансы такого типа называются резонансами Брейта-Вигнера (в теории ядра) или резонансами Фабри-Перо (в оптических явлениях).
Благодаря успехам нанотехнологиии, в настоящее время можно создавать искусственные полупроводниковые структуры: сверхрешетки, квантовые
проволоки, квантовые ямы, квантовые точки и т.д. [5]. Такие системы называют системами с редуцированной размерностью, поскольку благодаря размерному квантованию число эффективных степеней свободы электронов в них может быть понижено и можно говорить о двумерных (пленки), одномерных (проволоки) и нульмерных системах (точки) [6]. Как известно, в низкоразмерных системах квантовые корреляции особенно ярко выражены, что

С (2г2/Н)
Ер, шеУ
Рис. 1.15. Зависимости кондактанса от уровня Ферми
1.5 Резонансный квантовый транспорт в гетеробарьерах
При туннелировании через барьеры, содержащие примесные центры, в дифференциальной проводимости должны наблюдаться резонансные вклады, которые позволяют получать богатую информацию об электронных состояниях в гетеробарьерах. Ранее исследовалось туннелирование носителей в гетероструктурах с многодолинным спектром. Было продемонстрировано, что здесь возможны интересные интерференционные явления, приводящие к возникновению необычной резонансной структуры прозрачности.
Электронное туннелирование через йаЛз/А^Са^АзЮаАэ структуру может идти через два промежуточных состояния в барьере: каналы