Фотогальванический эффект в квазиодномерных наноструктурах

• Автор: Ульянов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Содержание
Ведение
Обозначения

1 Литературный обзор

1.1 Баллистический и квазибаллистический транспорт

1.2 Влияние электромагнитного излучения на электронный транспорт

2 Фотогальванический эффект в квантовых каналах с примесью

2.1 Фототок и фотокондактанс квантового канала с параболическим потенциальным профилем

2.1.1 Схема устройства и гамильтониан

2.1.2 Общее выражение для тока

2.1.3 Коэффициенты прохождения

2.1.4 Приближение некогерентного рассеяния
2.1.5 Фототок
2.1.6 Фотокондактанс
2.1.7 Случай поляризации вдоль оси
2.2 Фототок и фотокондактанс квантового канала с прямоугольным потенциальным профилем
2.2.1 Гамильтониан системы
2.2.2 Коэффициенты прохождения
2.2.3 Фототок
2.2.4 Фотокондактанс
3 Фотогальванический эффект в квантовом цилиндре с примесью
3.1 Схема устройства и гамильтониан

3.2 Коэффициенты прохождения и отражения
3.3 Матричные элементы оператора возмущения
3.4 Обсуждение результатов
4 Фотогальванический эффект в квантовой проволоке с примесью
в продольном магнитном поле
4.1 Схема устройства и гамильтониан
4.2 Коэффициенты прохождения и отражения
4.3 Матричные элементы оператора возмущения
4.4 Обсуждение результатов
5 Фотогальванический эффект в квантовом кольце с присоединёнными проводниками
5.1 Схема устройства
5.2 Гамильтониан кольца с проводниками в отсутствие освещения .
5.3 Оператор возмущения
5.4 Выражения для волновой функции при наличии освещения
5.5 Резольвента
5.6 Элементы матрицы (Я — Р)~г
5.7 Матричные элементы оператора возмущения
5.8 Обсуждение результатов
Заключение
Приложение А. Свойства интегралов 72, ^
Приложение В. Исследование симметрии Тпь и Тьп
Приложение С. Коэффициенты Т„ и Яп для темновых задач
Публикации по теме диссертации
Список литературы
Введение
Исследование электронного транспорта в наноструктурах является на сегодняшний день одним из наиболее, интенсивно развивающихся направлений физики конденсированного состояния. В работах многих российских и зарубежных авторов исследовался электронный транспорт в различных квазиодномерных системах таких, как квантовые проволоки, микросужения, наноцилиндры, квантовые кольца, углеродные нанотрубки. В этих системах было обнаружено большое количество интересных фундаментальных физических эффектов, таких как: квантование кондактанса, квантовый эффект Холла, осцилляции Ааронова-Бома в квантовых кольцах, резонансы Брейта-Вигнера и Фано. Одной из особенностей электронного транспорта в наноструктурах является невозможность использования локальных транспортных характеристик, таких как удельная проводимость, поскольку, например, сопротивление двух последовательно соединенных проводников в баллистическом режиме оказывается отличным от суммы их сопротивлений. В таком случае для описания транспортных свойств системы принято использовать величину обратную, полному сопротивлению системы, называемую кондактансом.
Теоретическое исследование рассеяния на примесях представляет интерес по двум причинам: во-первых, примеси всегда могут появляться в реальных структурах, как случайное явление, и для правильной интерпретации экспериментального результата необходимо знать, к каким эффектам может приводить влияние примесей. Во-вторых, примесь может быть введена в структуру преднамеренно, с целью получения новых транспортных характеристик у исследуемой системы.
В последнее время всё большее внимание исследователей привлекает изучение влияния внешнего электромагнитного поля световой волны на электронный транспорт в наноструктурах. Интерес к этой проблеме обусловлен потребностями в эффективных преобразователях оптического сигнала в электрический. Дальнейшее развитие электроники по пути миниатюризации требует появления чувствительных фотоприемников
где (7о = 6 /7гН квант кондактанса, а функция Т определяется формулой
ТП',п{Еп,к, Еп'#) = ^ [Т^(Епк’, Епд.) 4- Т^Кп(Еп’#, £„,&)] .
Вычтем теперь из ТП1'П вероятность Т„/ п миновать примесь в неосвещённом канале, введя таким образом Т%нп
гЕпп(Еп',к1, Ещк) = Ёп',п{Еп>,к'-, Ещк) — Тп'}П(Еп':к', Ещк). (18)
Тогда добавка, вносимая в кондактанс излучением — фотокондактанс — определяется выражением

Орь. = Со ]Г / д1{Е^к^)тп!п'(Еп',кр Ещк)с1Ещк. (19)
ть.п/ т-
Таким образом, для нахождения тока через канал необходимо знать коэффициенты прохождения электронов в обоих направления, как при наличии освещения, так и при его отсутствии.