Низкоразмерные электронные системы в полупроводниковых наноструктурах 

Программа курса

1. Введение. Общие сведения о низкоразмерных системах. Обзор структур, в которых возникают низкоразмерные системы: тонкие пленки, МДП-структуры на основе кремния, селективно легированные гетероструктуры, гетероструктуры с квантовыми ямами, монослои слоистых материалов. Основные характеристики этих структур: подвижность, концентрация, электронное время рассеяния.

2. Размерное квантование: квантовые ямы в гетероструктурах, волновые функции и электронный спектр в прямоугольной и квазитреугольной яме, двумерные подзоны, условия наблюдения размерного квантования. Квантовые проволоки и квантовые точки. Спектр и плотность электронных состояний в системах пониженной размерности. Особенности Ван Хова.

3. Поглощение в структурах с квантовыми ямами. Понятие о 2D экситонах. Квантово-размерный эффект Штарка.

4. Понятие о туннелировании. Принцип работы и ВАХ туннельного и резонансного туннельного диода.

5. Проводимость электронных систем в "классически" слабом (теория Друде) и классически сильном магнитном поле. Эффект Холла.

6. Электронный спектр в сильном магнитном поле (уровни Ландау). Эффект Шубникова-де Гааза. Спектр электронов в ограниченном образце. Скачущие орбиты и краевые токи.

7. Понятие о целочисленном квантовом эффекте Холла. Влияние дефектов и беспорядка. Квазиклассическая перколяционная картина. Стандарт сопротивления.

8. Плазменные колебания в системах пониженной размерности: поверхностные плазмоны, плазмон-поляритоны, 2D плазмоны. Влияние электромагнитного запаздывания на 2D плазменные колебания.

Литература

1. В.Я. Демиховский, Г.А. Вугальтер. Физика квантовых низкоразмерных структур. М., «Логос». 2000.

2. А.Я.Шик, Л.Г. Бакуева, С.Ф. Мусихин. Физика низкоразмерных систем. Наука, СПб. 2001.

3. Й. Имри. Введение в мезоскопическую физику. Физматлит, М. 2002.

4. Т. Андо, Ф. Фаулер, Ф. Стерн. Электронные свойства двумерных систем. М., Мир. 1985.

5. С Датта. Квантовый транспорт: от атома к транзистору. Москва-Ижевск. 2009.

6. С.М. Гирвин. Квантовый эффект Холла. Москва-Ижевск. 2003.