WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |

На правах рукописи

Хамидуллин Рустам Ангамович КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАЗМЕРНО-КВАНТОВАННЫХ СИСТЕМ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ Специальность: 01.04.10 – Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Подписано в печать 30.10.06 Тираж 100 экз. Заказ №120.

Отпечатано в отделе оперативной печати физического факультета МГУ.

Москва - 2006

Работа выполнена в Приднестровском государственном университете «Опто- наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», им. Т.Г. Шевченко (г. Тирасполь) Ульяновск-Туапсе, 2004, с. 44.

10. E.P. Sineavsky, R.A. Khamidullin, T.Huber, A.A. Nikolaeva, L.A.

Научный консультант: доктор физико-математических Konopko. Conductivity in quantum wires in a homogeneous наук, профессор magnetic field.// Rev. Adv. Matter. Sci., 2004, 8, pp. 170-175.

Синявский Элерланж Петрович 11. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Многофононное поглощение света в размерно-квантованных системах в однородных

Официальные оппоненты: доктор физико-математических электрическом и магнитном полях.// ФТТ, 2005, 47, № 10, сc.

наук, профессор 1881-1885.

Дмитриев Алексей Владимирович 12. Синявский Э.П., Соковнич С.М., Хамидуллин Р.А. Межзонное поглощение света в размерно-ограниченных системах в доктор физико-математических однородном электрическом поле.// ФТП, 2005, 39, № 11, сс.

наук, 1359-1364.

Белогорохов Александр Иванович 13. Хамидуллин Р.А. Электропроводность квантовых проволок в магнитном поле.// Материалы IV междунар. научно-практ.

Ведущая организация: Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН. конф. «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве», Тирасполь, 2005, с. 61.

Защита состоится 7 декабря 2006 г. в 16 часов на заседании 14. Хамидуллин Р.А. Межзонное поглощение света в диссертационного совета Д 501.001.70 в Московском государственном полупроводниковых системах в однородном электрическом университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, поле.// Сборник тезисов. Междунар. конф. студентов, г.Москва, ул. Ленинские горы, 1, МГУ им. М.В. Ломоносова, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам физический факультет, ауд. 2-05а криогенного корпуса. «Ломоносов–2006». Секция «Физика». Москва, Физический факультет МГУ, 12-15 апреля 2006 г., Т. 2, с. 174.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического 15. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Электропроводность в факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. квантовых проволоках в однородном магнитном поле.// ФТП, 2006, 40, № 11, сс. 1368-1373.

Автореферат разослан «31» октября 2006 г.

Отзывы на автореферат просим высылать по адресу: 119992, ГСП-2, г.Москва, ул. Ленинские горы, 1, МГУ им. М.В. Ломоносова, физический факультет, диссертационный совет Д 501.001.70.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.001.МГУ им. М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук, профессор Г.С. Плотников ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Электропроводность Актуальность темы. Среди достижений современной науки и параболической квантовой ямы в магнитном поле.// Материалы техники особое место занимают искусственно созданные II междунар. научно-практ. конф. «Математическое полупроводниковые структуры, обладающие уникальными моделирование в образовании, науке и производстве», физическими свойствами, обусловленными проявлением квантовых Тирасполь, 2001, с. 86. эффектов. Одним из наиболее интенсивно изучаемых является эффект 2. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Особенности размерного квантования, который возникает вследствие действия электропроводности параболической квантовой ямы в ограничений, накладываемых на движение частиц, когда характерный магнитном поле.// ФТП, 2002, 36, № 8, сс. 989-992. размер системы соизмерим по величине с длиной волны де Бройля 3. Синявский Э.П., Соковнич С.М., Хамидуллин Р.А. Межзонное частицы.

поглощение света в полупроводниковых системах в Существует большое число видов низкоразмерных систем:

электрическом поле.// Труды V междунар. конф. «Оптика, квантовые ямы (КЯ), сверхрешетки (СР), квантовые проволоки (КП), оптоэлектроника и технологии», Ульяновск, 2003, с. 37. квантовые доты и т.д. Технологические достижения последнего 4. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Многофононное поглощение времени, например, использование метода молекулярно-лучевой света в наноструктурах в постоянном электрическом поле.// эпитаксии с применением компьютерного контроля за затворами Труды V междунар. конф. «Оптика, оптоэлектроника и молекулярных пучков, позволяют получать размерно-ограниченные технологии», Ульяновск, 2003, с. 39. полупроводниковые системы практически с любым профилем 5. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Электропоглощение света в потенциала. Так системы с параболическим потенциалом интересны размерно-квантованных системах с учетом многих фононов.// тем, что эффекты размерного квантования в них проявляются в Материалы III междунар. научно-практ. конф. «Математическое достаточно широких КЯ (с шириной более 1000 ), и даже при моделирование в образовании, науке и производстве» температуре Т~100 К квантованность энергетического спектра заметно Тирасполь, 2003, с.93. сказывается на свойствах систем. Квадратичная зависимость 6. Синявский Э.П., Соковнич С.М., Хамидуллин Р.А. Межзонное потенциала удобна для теоретических расчетов, так как многие поглощение света в полупроводниках в однородном характеристики систем удается получить в аналитическом виде, что электрическом поле.// Вестник Приднестровского ун-та, 2004, делает более удобным анализ рассматриваемых физических явлений.

№1, сс. 37-41. Внешние электрическое и магнитное поля способны 7. Синявский Э.П., Хамидуллин Р.А. Теория циклотронного принципиально менять энергетический спектр носителей заряда, резонанса в размерно-квантованных системах.// Вестник (например, в КЯ в перпендикулярном поверхности магнитном поле Приднестровского ун-та, 2004, № 1, сс. 41-43. спектр энергий становится полностью квантованным 8. Elerlanj P. Sinyavsky, R.A. Hamidullin (Khamidullin), Albina A. (квазинульмерным)). При этом могут сильно меняться оптические и Nikolaeva, Huber T., Leonid A. Konopko. Conductivity in quantum кинетические свойства размерно-квантованных систем, проявляются wires in a homogeneous magnetic field.// Proc. of Int. Conf. новые интересные физические эффекты. В то же время, исследование European Material Research Society (E-MRS 2004) – Poland; оптических свойств и явлений переноса во внешних полях дает Warsaw; 2004, p. 278. (Тез. докл. на конференции). чрезвычайно важную информацию о низкоразмерных системах, 9. Э.П. Синявский, Л.А. Конопко, А.А. Николаева, Р.А. которую подчас трудно, либо невозможно определить другими Хамидуллин. Электропроводность размерно-квантованной способами. Например, ширину запрещенной зоны, шаг размерного проволоки в магнитном поле.// Труды VI междунар. конф. квантования, эффективную массу определяют из оптических 14 исследований, концентрацию носителей - из эффектов Холла и 3. Предложен новый простой метод, позволяющий вычислить Шубникова-де Газа, энергию оптических фононов – из коэффициент межзонного поглощения света для широкого магнитофононного резонанса, и т.д. Таким образом электрическое и класса полупроводниковых систем в электрическом поле, зная магнитное поля позволяют эффективно управлять оптическими и лишь волновые функции и собственные значения энергии кинетическими свойствами размерно-квантованных систем, что делает носителей в отсутствие электрического поля. Метод их весьма перспективными при создании новых оптоэлектронных апробирован для ряда известных случаев объемного приборов. полупроводника во внешних электрическом и магнитном полях.

Поэтому исследование кинетических свойств размерно- Также получены новые результаты для электропоглощения в ограниченных систем во внешних электрическом и магнитном полях параболической КЯ в продольном магнитном поле и СР.

является актуальной задачей. 4. Из формулы Кубо с использованием кумулянтного усреднения по фононной подсистеме рассчитана электропроводность КЯ в Целью диссертационной работы является теоретическое продольном магнитном поле. Сформулированы условия исследование влияния электрического и магнитного полей на применимости «приближения времени релаксации» для расчета поглощение света и электропроводность в размерно-ограниченных корреляционных функций. Показано, что электропроводность с системах. ростом температуры и магнитного поля уменьшается.

Поперечная электропроводность КЯ в магнитном поле меньше Научная новизна: продольной, но при этом поперечная электропроводность для 1. Показано, что однородное продольное электрическое поле E в квантованных систем в магнитном поле может быть на КЯ, помещенной в квантующее перпендикулярное поверхности несколько порядков больше поперечной электропроводности системы магнитное поле, существенно влияет на межзонное объемных систем в магнитном поле. При взаимодействии поглощение света при определяющей роли многофононных носителей с оптическими фононами у электропроводности в КЯ процессов. С ростом E максимум поглощения сдвигается в даже в резонансных условиях не возникают особенности, длинноволновую область и уменьшается. При учете характерные для объемных полупроводников (отсутствует взаимодействия носителей с оптическими фононами магнетофононный резонанс).

электрическое поле определяет величину и частотную 5. Рассчитана электропроводность КП в поперечном магнитном зависимость бесфононной линии и колебательных спутников. поле. Предложенная модель позволяет качественно описать 2. Для широкого класса полупроводниковых систем получено экспериментально наблюдаемые особенности поперечного простое соотношение, определяющее коэффициент межзонного магнетосопротивления КП Bi, связанные с немонотонной поглощения света K() в однородном электрическом поле, через зависимостью числа носителей на уровне Ферми, их выражение для коэффициента межзонного поглощения света в вероятности рассеяния от магнитного поля.

отсутствие электрического поля. В частности развитый метод Вычислена проводимость КП в продольном магнитном поле.

применен к исследованию электропоглощения в квантовых ямах Она монотонно убывает с ростом магнитного поля. Что можно и срерхрешетках. Так, для параболической КЯ в продольном объяснить усилением рассеяния носителей на фононах при магнитном поле и в сверхрешетке, продольное электрическое увеличении их локализации в поле. Результаты для малых поле приводит к возникновению поглощения света в магнитных полей согласуются с экспериментальными данными длинноволновой области спектра и осцилляционной для нанопроволок висмута.

зависимости K() в коротковолновой области спектра.

4 3. Из формулы Кубо с использованием кумулянтного усреднения Если же уровень 0 был немного выше дна второй подзоны, то с по фононной подсистеме рассчитана электропроводность в ростом H сопротивление сначала растет, затем при прохождении размерно-ограниченных системах в магнитном поле.

химическим потенциалом дна подзоны довольно резко падает, и при Сформулированы условия применимости «приближения дальнейшем увеличении магнитного поля монотонно возрастает времени релаксации» для расчета корреляционных функций.

(кривая 3). (Явление аналогично осцилляциям продольной Рассчитана электропроводность КП в поперечном и продольном электропроводности в объемном полупроводнике в квантующем магнитном поле с учетом упругого рассеяния носителей на магнитном поле.) длинноволновых акустических колебаниях. Предложеная Проводимость КП в продольном магнитном поле в квантовом модель позволяет качественно описать экспериментально пределе монотонно уменьшается. Для малых магнитных полей 2 наблюдаемые особенности поперечного магнитосопротивления ((R0 / 2R) << 1, R0- радиус КП) R(H ) / R(0) 0.01H (H в Тл), что КП висмута.

согласуется с экспериментальными данными для КП висмута.

Практическая значимость работы определяется В заключении содержатся основные выводы, а также возможностью применения полученных результатов при исследовании возможные применения обсуждаемых в работе физических явлений.

и разработке новых устройств в опто- и наноэлектронике, а также для определения их основных физических параметров.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Положения выносимые на защиту:

1. Результаты исследований влияния продольного однородного 1. Показано, что продольное электрическое поле приводит в КЯ в электрического поля на межзонное многофононное поглощение квантующем, перпендикулярном поверхности КЯ магнитном слабой электромагнитной волны в квазидвумерных системах в поле к более сильному проявлению многофононного рассеяния квантующем, перпендикулярном поверхности системы, при межзонном поглощении света. Наиболее сильно влияние магнитном поле.

электрического поля проявляется при рассеянии носителей на 2. Новый простой метод, который позволяет для широкого класса бездисперсионных оптических колебаниях кристаллической полупроводниковых систем вычислить коэффициент решетки, определяя форму и величину БФЛ и КС. При этом межзонного поглощения света в однородном электрическом полуширина БФЛ в электрическом поле достигает нескольких поле, при известных волновых функциях и собственных мэВ.

значения энергии носителей в отсутствие электрического поля.

2. Проведено теоретическое исследование межподзонного 3. Теория электропроводности низкоразмерных поглощения света (циклотронный резонанс) в параболической полупроводниковых систем (параболических КЯ и КП) в квантовой яме в продольном магнитном поле, исходя из магнитном поле при учете рассеяния носителей на фононах.

формулы Кубо с использованием кумулянтного усреднения по фононной подсистеме. Результаты, получающиеся при Апробация работы. Основные результаты диссертации предельном переходе к объемной системе, совпадают с ранее докладывались на II – IV Международных научно-практических известными. Следовательно, представленный способ расчета конференциях «Математическое моделирование в образовании, науке более простым образом позволяет получить выражение для и производстве» (Тирасполь, 27-30 июня, 2001; 17-20 сентября, 2003;

коэффициента поглощения света при ЦР.

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»