Кинетика двумерных электронов в постоянном магнитном поле в присутствии микроволнового излучения

• Автор: Патраков, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Обзор экспериментальных и теоретических работ по осцилляциям фотосопротивления двумерного электронного газа
1.1. Экспериментальные данные по осцилляциям магнетосо-
противления двумерного электронного газа в присутствии микроволнового излучения
1.2. Влияние микроволнового излучения на процесс рассеяния электронов
1.3. Влияние микроволнового излучения на функцию распределения электронов
1.4. Неустойчивость однородного состояния двумерного электронного газа
Постановка задачи
Глава 2. Двумерный электронный газ без спин-орбиталь-ного взаимодействия в переменном электрическом поле
2.1. Гамильтониан системы
2.2. Каноническое преобразование гамильтониана
2.3. Уравнения движения. Состояния Флоке
2.4. Преобразование гамильтониана электрон-примесного взаимодействия
2.5. Неравновесный статистический оператор
2.6. Время релаксации импульса
2.7. Численный анализ
2.8. Выводы
Глава 3. Двумерный электронный газ со спин-орбиталь-ным взаимодействием в переменном магнитном поле
3.1. Спин-орбитальное взаимодействие
3.2. Эффективный гамильтониан
3.3. Обратное время релаксации импульса
3.4. Численный анализ
3.5. Выводы
Основные выводы диссертации
Публикации по теме диссертации
Литература

Введение
Актуальность темы. Двумерный электронный газ — это система электронов, движение которых ограничено по одному из направлений, причем характерный размер по этому направлению сравним с деброй-левской длиной волны электрона. У таких частиц при низкой температуре сохраняются лишь две поступательные степени свободы, так как под уровнем Ферми оказывается только одна подзона размерного квантования. Двумерный электронный газ существует в таких объектах, как тонкие металлические пленки, инверсионные каналы МДП-тран-зисторов, границы раздела гетеропереходов с модулированным легированием.
Необходимость более детального изучения и более глубокого понимания физических явлений, происходящих на поверхности и на границах раздела полупроводников, исторически возникла в связи с увеличением плотности упаковки элементов в больших интегральных схемах. Основные рабочие характеристики (предельная рабочая частота, потребляемая мощность) микроэлектронных приборов, которые изготавливаются с помощью эпитаксиально-планарной технологии, определяются именно процессами вблизи поверхности, так что дальнейший прогресс микроэлектроники в значительной мере зависит от развития физических представлений о свойствах двумерного электронного газа с пониженной размерностью.
Современная полупроводниковая микроэлектроника основана только на трансляционных степенях свободы электронов. Перспективное направление развития полупроводниковой микроэлектроники (спин-троника [1]) св51зано с использованием единственной внутренней сте-
Рис. 1.12. Простейшая возможная картина распределения плотности тока — доменная стенка. Под полный ток I система подстраивается за счет сдвига положения доменной стенки на расстояние d, см. текст. (Рисунок взят из работы [18])
оператор нелокального взаимодействия, который может быть выражен через функцию Грина уравнения Лапласа с подходящими граничными условиями; U имеет неотрицательные собственные значения.
Авторы [18] приходят к выводу, что если хотя бы одна из величин Pd или pd + 2d(pd(j2))/d(j2) отрицательна, состояние с однородным распределением тока неустойчиво. Кроме того, показано, что в независящих от времени состояниях либо j — 0, либо Pd(j2) = 0, т. е. j = Jq.
Итак, из рассмотрения Andreev и соавторов следует, что почти везде в образце плотность тока имеет величину jo, при которой диссипативное удельное сопротивление исчезает, но направление плотности тока должно изменяться так, что полный ток согласуется с граничными условиями. Распределение плотности тока должно содержать области особых точек, занимающие пренебрежимо малую долю объема, где плотность тока принимает значения, отличные от jq. Простейший возможный вид особенности (доменная стенка) изображен на рис. 1.12. Из рис. 1.12 видно, что любое значение полного тока /, соответствующее плотности тока, меньшей, чем j0, может быть получено простым изменением высоты доменной стенки: если d — положение доменной стенки относительно центра , то / = 2ф'о при Vx = 0. Аналогично, полное холловское сопротивление определяет-