Электронный транспорт в полупроводниковых наноструктурах, связанный с эффектом фотонного увлечения и диссипативным туннелированием

• Автор: Грозная, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Электронный транспорт, связанный с эффектом фотонного увлечения одномерных электронов при фотоионизации //''’-центров в продольном магнитном поле
1.1 Введение
1.2 Волновая функция и энергетический спектр //"/центра в квантовой проволоке во внешнем магнитном поле с учетом спиновых состояний локализованного электрона
1.3 Расчет матричного элемента оптического перехода электрона из основного состояния //'’-центра в гибридно-квантованные состояния полупроводниковой квантовой проволоки
1.4 Аномальный квантово-размерный эффект Зеемана в спектральной зависимости плотности тока увлечения при фотоионизации ///центров в
квантовой проволоке
Выводы к главе
Глава 2 Эффект фотонного увлечения одномерных электронов при фотоионизации водородоподобных примесных центров в продольном магнитном поле
2.1 Введение
2.2 Энергетический спектр водородоподобного примесного центра в
квантовой проволоке с учетом спиновых состояний локализованного электрона в продольном магнитном поле
2.3 Расчет матричного элемента оптического перехода электрона в
линейном по импульсу фотона приближении
2.4 Спектральная зависимость плотности тока фотонного увлечения одномерных электронов в //9-структуре
Выводы к главе

Глава 3 Электронный транспорт, связанный с диссипативным туннелированием в квантовых точках
3.1 Введение
3.2 Диссипативное туннелирование в структурах с квантовыми точками во внешнем электрическом поле
3.3 Проблема контролируемого роста квантовых точек в системе АСМ/СТМ (сравнение с экспериментом)
Выводы к главе
Заключение
Список авторских публикаций по теме диссертации
Библиографический список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время физические свойства наноструктур (НС) привлекают к себе все большее внимание. Данный интерес обусловлен тем, что исследования НС способствовали не только открытиям фундаментального характера (например, квантование кондактанса, кулоновская блокада и др.), но и стимулировали прогресс электронной инженерии. Успехи в области нанотехнологий позволяют надеяться применить различные типы НС для создания новых типов электронных устройств. Некоторые НС такие как сверхрешетки, квантовые ямы и проволоки уже применяются в современных полупроводниковых технологиях. Другие пока используются для создания прототипов устройств, изготовление которых планируется в будущем.
Одной из наиболее интересных областей возможного применения НС являются квантовые вычисления и квантовые компьютеры. Сейчас интенсивно ведутся разработки альтернативных концепций проектирования вычислительных устройств. Быстрые логические устройства, работающие на основе квантования потока магнитного поля, могут использоваться в технологии цифровых электронных схем. Одноэлектронный транзистор может применяться как запоминающий элемент в устройствах нано-флэш памяти. Диоды, основанные на резонансном туннелировании, находят различные применения, такие как аналого-цифровые преобразователи с частотой 10-100 Гц, генераторы квантовых импульсов (для частотных устройств), сдвиговые регистры и элементы памяти со сверхнизким потреблением энергии. Таким образом, наноустройства могут найти свое применение в области вычислительной электроники, где обычные кремниевые элементы (из-за ограниченности литографической технологии) не дают сравнимых частот. Ожидается, что основу компьютера будущего будут составлять массивы НС, обладающих квантовыми когерентными свойствами. Это должно существенно ускорить работу вычислительных
Развита теория ЭФУ при фотоионизации водородоподобных примесных центров в структурах с КП при наличии сильного магнитного поля. Рассчитана спектральная зависимость плотности тока увлечения при рассеянии электронов на акустических фононах. Показано, что учет спиновых состояний локализованного электрона приводит к зависимости порога ЭФУ от гиромагнитного отношения. Найдено, что для спектральной зависимости плотности тока увлечения характерен триплет Зеемана. Показано, что расстояние между пиками в триплете определяется циклотронной частотой, а учет дисперсии радиуса КП приводит к размытию пиков в спектральной зависимости ЭФУ. Найдено, что с увеличением зарядового числа плотность тока увлечения уменьшается в несколько раз и имеет место уширение пиков в триплете Зеемана, что связано с усилением кулоновского взаимодействия локализованного электрона с остовом примесного центра.
Получено аналитическое решение для одноинстантонного действия в константе скорости туннельного распада с точностью до предэкспоненциального фактора с учетом взаимодействия с выделенной локальной модой среды-термостата при наличии внешнего электрического поля для случая двухъямного осцилляторного потенциала.
Показано, что при достаточно сильном взаимодействии с локальной модой среды термоуправляемый пик на зависимости вероятности туннелирования от величины приложенного электрического ПОЛЯ появляется только в узком диапазоне температур. Установлено, что результаты численного анализа вероятности туннелирования для асимметричного двухъямного осцилляторного потенциала во внешнем электрическом поле качественно согласуются с отдельными туннельными ВАХ в эксперименте для нанокомпозитного материала.