Размерные эффекты в мезоскопических квантовых системах

• Автор: Махмудиан Махмуд Максуд
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Содержание
Введение
I Квантовые поправки к кинетическим коэффициентам в системах с пространственными ограничениями

1 Квантовые поправки к проводимости двумерных систем с антиточками

§1 Происхождение квантовых поправок к проводимости

§2 Расчет квантовых поправок

§3 2И система с антиточками малого радиуса

§4 20 система с антиточками большого радиуса

§5 20 система с антиточками промежуточного радиуса. Результаты численного расчета

§6 Основные результаты и выводы главы

2 Эффект Ааронова-Бома в мезоскопическом кольце в нестационарном магнитном поле
§1 Расчет квантовых поправок
§2 О возможности экспериментального наблюдения эффекта
§3 Основные результаты и выводы главы
II Термодинамические свойства электронных систем, обу-

словленные наличием пространственных ограничений
3 Реберная энергия ограненных микрокристаллов

§1 Постановка задачи
§2 Расчет реберного вклада для изотропного энергетического спектра
§3 Осциллирующий вклад в П-потенциал
§4 Влияние примесного рассеяния на П-потенциал
§5 Анизотропный квадратичный энергетический спектр
§6 Основные результаты и выводы главы
4 Проникновение магнитного поля в размерно-квантованных системах
§1 Фриделевские осцилляции проникновения магнитного поля в нормальный металл и размерно-квантованную систему
§2 Диамагнитный вклад
§3 Двумерная полоса
§4 Парамагнитный ток
§5 Роль примесей
§6 Краевой ток в 20 системе в конечном магнитном поле
§7 Диамагнитные токи в квантовом диске и квантовом кольце
§8 Основные результаты и выводы главы
Заключение

Введение
Актуальность темы. Современное развитие технологии позволило существенно уменьшить размеры полупроводниковых приборов. В настоящее время наиболее используемыми являются элементы вычислительных схем с типичными размерами порядка тысячи ангстрем и имеется тенденция к переходу к масштабам вплоть до атомных размеров. При достижении этих масштабов возникает необходимость учитывать эффекты, обусловленные конечностью размера системы, когда существенными становятся процессы, связанные с электронной когерентностью и описываемые в рамках физики мезоскопических явлений.
Обычно термин ’’мезоскопика” применяется к системам, характерный размер которых много меньше длины сбоя фазы электронов Ьр (Ь <С ДД. Для целей настоящей диссертации термин ’’мезоскопика” в расширенном смысле применяется также к системам конечных размеров, когда характерный масштаб системы много больше длины волны электронов (Ь ;§> А), но в то же время существенны квантовые свойства.
В мезоскопических системах имеют место различные квантовые эффекты при низких температурах, связанные с интерференцией электронных волн, квантованием энергетических уровней и дискретностью электрического заряда.
Когда электронная система заключена в конечный объем, появляется существенно новый энергетический масштаб, который приводит к возникновению размерных поправок, к транспортным и термодинамическим величинам. Эти поправки были объектами различных теоретических, а также экспериментальных исследований последних лет как в чистых, так и в неупорядоченных системах.
В неупорядоченных мезоскопических системах, где из-за малости упругой длины свободного пробега I электроны двигаются диффузно, возникает вклад в среднее

малого радиуса. Квантовые поправки в случае промежуточного размера антиточек изучены численно.
Показано, что вклад антиточек в магнетопроводимость существенно зависит от соотношения размера антиточки с длиной сбоя фазы и магнитной длиной электронов. Вклады в магнетопроводимость, обусловленные антиточками большого радиуса, отрицательны и связаны с уменьшением доли траекторий с самопересечением при появлении антиточек. В случае антиточек малого радиуса вклады антиточек в магнетопроводимость меняют свой знак с магнитным полем; это объясняется ограничением нижнего предела размера замкнутых траекторий, которые обхватывают антиточку.