Программа курса:

Электронный транспорт в наноструктурах

составил к.ф-м.н. Попов В.Г.

1. Приближение эффективной массы для гетероструктур. k × p метод расчета эффективной массы. Эффект перемешивания латерального движения и поперечного квантования в гетеро-пленках.
2. Спектры квантовых ям сложной формы. Квантовая яма с провалом. Двойная квантовая яма. Минизоны в сверхрешетках. Модель Кронига-Пенни. 
3. Туннелирование. Модель глобального когерентного туннелирования. Приближение туннельного гамильтониана. Время туннелирования. Резонансное туннелирование. Формула Брейта-Вигнера. 
4. Влияние однородного электрического поля на спектр квантовых ям. Тонкие пленки. Интерфереционная передислокация электронной плоскости в двойных квантовых ямах. 
5. Наноструктуры в магнитном и скрещенных полях. Орбитальный и диамагнитный эффекты. Краевые состояния. Резонансное туннелирование в планарном магнитном поле. 
6. Двумерные системы в полупроводниках. Поверхностные состояния. Обогащенные и инверсионные слои. Квантовые ямы. Самосогласованный потенциал. Вариационный метод и функция Фэнга-Хорварда. 
7. Эффекты экранирования в двумерных системах. Модель неполяризуемой квантовой ямы. Поляризуемость двумерной системы. Фриделевские осцилляции. Двумерные плазмоны. 
8. Рассеяние в двумерных системах. Модулированное легирование. Рассеяние на примесном монослое. Подвижность и длина свободного пробега. Рассеяние на объемных примесях. Рассеяние на акустических фононах. Понятие о собвенно-энергетической функции и диаграммах. 
9. Двумерные системы в слабом магнитном поле. Самосогласованный подход расчета проводимости. Осцилляции Шубникова-де Гааза. Уширение уровней Ландау. 
10. Квантовый эффект Холла. Модель резервуара. Модель делокализованных состояний. Модель краевых состояний. 
11. Многочастичные квантовые эффекты. Обменно-корреляционное кулоновское взаимодействие. Теория Хартри-Фока. Вигнеровский кристалл. Обменное усиление спинового расщепления. 
12. Дробный квантовый эффект Холла. Жидкость Лафлина. Понятие об эквивалентной плазме, дробной статистике, анионах и иерархии дробных состояний. 
13. Композитные фермионы. Ферми жидкость композитных фермионов. Расходимость массы композитных фермионов. 
14. Двумерные системы в непрямозонных полупроводниках. Долинное расщепление. Долин-долинное рассеяние. 
15. Спиновые эффекты в дробном квантовом эффекте Холла. Двухкомпонентная волновая функция Гальперина. Эксперименты в наклонных магнитных полях. 
16. Квантовый холловский ферромагнетик. Спиновые волны. Скирмионы. Эксперимент. 
17. Многочастичные взаимодействия в двухслойных системах. Концепция псевдоспина. Квантовый холловский псевдоферромагнетик. Псевдоспиновые волны. Понятие о меронах. 
18. Резонансно-туннельный диод. Эффекты бистабильности в РТД. Плазмоны в РТД структурах. 
19. 2D-2D туннелирование и его реализация. Модель последовательного туннелирования. Эффекты квантующего и планарного магнитного поля.
20. Некогерентное 2D-2D туннелирование. Упругое туннелирование с рассеянием на дефектах. Неупругое туннелирование с участием оптических фононов.
21. Квантовые провода и точки. Квантование проводимости. Нелокализованные состояния в КЭХ. Туннелирование через квантовую точку.

Литература:

1. P. Прендж, С. Гирвин "Квантовый эффект Холла". Москва "Мир" (1989).
2. J. H. Davies "The physics of low-dimensional semiconductors. An introduction" Cambridge University Press, Cambridge (1998).
3. H. Mizuta, T. Tanoue "The physics and applications of resonant tunneling diodes". Cambridge University Press. Cambridge. UK (1995).
4. "Perspectives in Quantum Hall Effects", Edited by S. Das Sarma and A. Pinczuk. John Willey & Sons. Inc. (1997).