Исследование фазовых переходов и сверхтекучести в системах связанных квантовых ям

• Автор: Берман, Олег Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
1 Введение
1.1 Физические свойства системы двух квантовых ям
1.2 Двумерная электрон-дырочная система в магнитном поле
1.3 Электрон-дырочная система в сверхрешетках и слоистых системах
2 Фазовые переходы в системе пространственно - разделенных электронов и дырок
2.1 Гамильтониан системы. Приближение Хартри-Фока
2.2 Учет корреляционных эффектов
2.-3 Вариационный расчет
2.4 Спектры возбуждений в системе двух связанных квантовых

2.5 Разреженная система экситонов в двухслойной структуре
2.6 Квантовый переход газ- жидкость в двухслойной экситонной
системе
2.7 Переход в сверхтекучее состояние и сверхтекучие фазы двухслойной экситонной системы
2.8 Переход Мотта в двухслойной е-Ь. системе
3 Квантовая кристаллизация двумерных дипольных систем
3.1 ВЗП в двухслойной системе. Приближение Хартри- Фока
3.2 Кристаллизация электронов в полупроводнике вблизи границы с металлом
3.3 Анализ результатов расчета. Фазовые диаграммы
4 Фазовые переходы в электрон-дырочной и несбалансированной электронной системах в связанных квантовых ямах в сильных магнитных полях

4.1 Изолированный магнитоэкситон в системе пространственно-разделенных электронов и дырок
4.2 Спектр коллективных возбуждений
4.3 Плотность сверхтекучей компоненты
4.4 Переход в сверхтекучее состояние
4.4.1 Температура Костерлица-Таулесса
4.4.2 Проблема больших магнитных импульсов
4.5 Термодинамика и уравнение состояния системы при высоких температуры
4.6 Область существования магнитоэкситонной фазы
4.6.1 Ионизация магнитоэкситонов в квазиклассической области
4.6.2 Квантовый переход в двухслойное лафлиновское состояние
4.7 Фазовые переходы в плотной системе
4.8 Магнитоэкситоны в несбалансированной двухслойной электронной системе
4.9 Фазовая диаграмма системы
5 Сверхтекучесть непрямых биэкситонов в сверхрешетках
5.1 Неустойчивость системы непрямых экситонов
5.2 Радиус и энергия связи непрямого биэкситона
5.3 Коллективные свойства и сверхтекучесть непрямых биэкситонов
6 Заключение

1 Введение
Развитие технологии делает возможным создание все более сложных неоднородных электрон-дырочных систем (сверхтонких пленок, квантовых ям, квантовых точек, сверхрешеток). Интерес к подобным структурам связан с богатством их физических свойств [1]- [7], находящих применение, в частности, в микроэлектронике и оптоэлектронике [8].
В последнее время значительный интерес вызывают квазидвумерные электронно-дырочные системы в квантовых ямах и сверхрешетках [9] - [20], в частности, в связи с предсказанной в них сверхтекучестью е-Ь пар, проявляющейся в существовании незатухающих электрических токов [1]- [6]. В этих системах также предсказаны интересные квазиджозефсоновские явления [21] - [24]. В этих системах могут проявляться также интересные эффекты увлечения квазичастиц одного слоя квазичастицами другого [25].
Изучению двумерных структур в последнее время уделяется большое внимание. Это, в частности, обусловлено тем, что развитые к настоящему времени технологические методы дают возможность получать образцы с заранее заданными параметрами. Одним из этих методов является метод молекулярно-лучевой эпитаксии, с помощью которого выращивают различные полупроводниковые структуры, в том числе и так называемые двойные квантовые ямы. Двойная квантовая яма представляет из себя, в простейшем случае, пять полупроводниковых слоев, расположенных один над другим. Два крайних слоя в такой структуре и центральный слой служат потенциальными барьерами для квазичастиц (электронов, дырок, экситонов), находящимся в двух промежуточных слоях (квантовых ямах). Примером такого рода двойной квантовой ямы является структура ОаАв/А1хСа-х/СаАз. Для того, чтобы движение квазичастиц в яме молено было считать двумерным, расстояние между уравнями поперечного квантования должно быть больше всех характерных энергий данной задачи. Обычно это условие выполнено, если толщина слоев СаАз порядка 10 нм. С помощью двойных квантовых ям, таким образом, можно изучать явления

Рис.2. Перестроенный спектр квазичастиц 1. гз = 2.2, 0 = 0; 2. г =1.6, 0 = 0;
3. гз = 1 , 0 = 0; 4. гд = 2.2 , О
5. г = 1.6 , О = 0.5.