WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
ПРИДНЕСТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т.Г. ШЕВЧЕНКО _ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

СТАРЧУК Александр Сергеевич ПРОЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОН-ФОНОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫХ СТРУКТУРАХ Специальность: 01.04.10 – Физика полупроводников автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

_ ТИРАСПОЛЬ – 2006

Работа выполнена в Приднестровском государственном университете им. Т.Г. Шевченко, г. Тирасполь

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор Берил Степан Иорданович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Звягин Игорь Петрович, кандидат физико-математических наук, доцент Никитенко Владимир Роленович

Ведущая организация: ФИАН им. П.Н. Лебедева, г. Москва

Защита состоится “7” декабря 2006 г. в 16 час. на заседании диссертационного Совета Д-501.001.70 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2 г. Москва, А Ленинские горы, физический факультет МГУ, ауд. 2-05 криогенного корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Автореферат разослан “ 1 ” ноября 2006 года

Ученый секретарь диссертационного Совета Д-501.001.70 МГУ им. М.В. Ломоносова доктор физико-математических наук, профессор Г.С. ПЛОТНИКОВ 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Квантование электронного спектра сильно меняет характер физических процессов, и роль процессов квантования электронного спектра в наносистемах была хорошо и глубоко изучена. В то же время, в наносистемах меняется также и колебательный спектр – кроме объемных, появляются поверхностные моды. Для наносистем из полярного вещества последние оказывают очень сильное воздействие на кулоновское взаимодействие электронов и дырок, а также на их собственные состояния в этих системах (поляронный эффект).

Как показано в диссертационной работе, правильное объяснение оптических спектров в таких системах и экспериментальных измерений энергий состояния электрон-электронного и электрон-дырочного взаимодействий может быть дано только с учетом перенормировки как электронного, так и колебательного спектров, несмотря на сложность математических расчетов.

Использованные ранее модели с приближенными гамильтонианами электрон-фононного взаимодействия не могли вскрыть роль поляризационных размерных эффектов, а также влияние соседних сред на электрон-дырочно-фононные состояния в наноструктурах различной геометрии (квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки и т.д.). Точные гамильтонианы позволили всесторонне исследовать эти явления и предсказать возможность их прикладного использования для создания новых Подписано в печать 10.10.Тираж 100 экз. Заказ №121. электронных приборов.

Отпечатано в РИО ПГУ им. Т.Г. Шевченко, Объекты исследования. В работе теоретически исследованы кинетические г. Тирасполь свойства одиночных квантовых ям на основе GaAs/AlxGa1-xAs, вольтамперная характеристика контакта металл-диэлектрик и экситонные состояния в квантовых нитях.

14 Целью работы является: исследование эффектов электрон-фононного 11. Берил С.И., Покатилов Е.П., Старчук А.С.; «Кулоновское взаимодействие взаимодействия в квантово-размерных структурах: квантовых ямах, на и экситоны Ванье-Мотта в полярных полупроводниковых квантовых нитях», контакте металл-диэлектрик и в квантовых нитях. Вестник Приднестровского университета, № 2, стр. 84 – 93 (2004) 12. Берил С.И., Старчук А.С.; «ИК-поглощение свободными носителями Основные положения, выносимые на защиту: заряда с участием оптических фононов в структурах с квантовыми ямами»// 1. Учет перенормировки спектра оптических фононов в полярном Физика твердого тела, Т. 47, вып. 9, стр. 1698 – 1703 (2005) слое приводит к корректным зависимостям от толщины слоя 13. С.И. Берил, И.Г. Стамов, Д.В. Ткаченко, В.В. Панасенко, коэффициента рассеяния и скорости релаксации импульса носителя С.Ю. Дубашевский, А.С. Старчук; «Фотоэлектрические свойства и перенос заряда для рассеяния на полярных оптических фононах в заряда в структурах металл-полупроводник на основе дифосфидов цинка и квантовых ямах. кадмия», II Международная конференция по физике электронных материалов, 2. При расчете коэффициента поглощения света свободными 24 – 27 мая, Калуга, Т. 2, стр. 131 – 133 (2005) носителями заряда в полярных полупроводниковых квантовых 14. С.И. Берил, А.С. Старчук; «Влияние квантовых сил изображения на ямах с участием поверхностных и объемных продольных туннельные характеристики структуры металл-диэлектрик-металл», II оптических фононов необходимо учитывать перенормировку Международная конференция по физике электронных материалов, 24 – спектра оптических фононов в полярном слое. мая, Калуга, Т. 1, стр. 47 – 48 (2005) 3. Влияние квантового характера сил изображения на вольтамперную 15. С.И. Берил, А.С. Стамов, А.С. Старчук; «Влияние квантовых сил характеристику контакта металл-диэлектрик сводится к изображения на барьерный потенциал Шоттки в сильных электрических эффективному изменению работы выхода электрона (в случае полях», В сб.: Математическое моделирование в образовании, науке и контакта кристалл – вакуум) и величины барьерной разности производстве. Тезисы докладов IV Международной научно-практической потенциалов (в случае контакта двух кристаллов). конференции (5 – 9 июня 2005 г.), Тирасполь, РИО ПГУ, стр. 55 (2005) 4. Учет вкладов от оптических фононов в энергию связи поляронного 16. А.С. Старчук; «Биполяронные состояния в цилиндрических квантовых экситона существенно улучшает согласие теории и эксперимента. структурах», В сб.: Математическое моделирование в образовании, науке и производстве. Тезисы докладов IV Международной научно-практической Научная новизна конференции (5 – 9 июня 2005 г.), Тирасполь, РИО ПГУ, стр. 70 (2005) Получены выражения для коэффициента рассеяния и скорости 17. С.И. Берил, Е.П. Покатилов, А.С. Старчук. Кулоновское взаимодействие и релаксации импульса носителя заряда для рассеяния на полярных оптических экситоны Ванье-Мотта в полярных полупроводниковых квантовых нитях// фононах в квантовых ямах с учетом перенормировки спектра полярных Вестник Московского университета, сер. 3 Физика и астрономия (в печати).

оптических фононов в полярном слое, которые приводят к корректным зависимостям от толщины слоя.

4 4. Берил С.И., Покатилов Е.П., Старчук А.С.; «Биполяронные состояния в Получены выражения для коэффициента поглощения света квантовой нити», В сб.: Математические методы в образовании, науке и свободными носителями заряда в полярных полупроводниковых квантовых производстве. Тезисы докладов II Международной научно – практической ямах с участием поверхностных и объемных продольных оптических конференции (27 – 30 июня 2001 г.), Тирасполь, РИО ПГУ, стр. 199 – 201 фононов с учетом перенормировки спектра оптических фононов в полярном (2001) слое. Результаты расчетов дают правильные асимптотические зависимости от 5. Beril S.I., Sokovnich S.M., Starchuk A.S.; «Electron scattering by polarization толщины полярного слоя благодаря учету точного гамильтониана электронoptical vibrations in quantum well structures», Inf. conf. on materials science and фононного взаимодействия.

matter physics. Chiinu, Moldova, July, 5 – 7, p. 86 (2001) Показано, что влияние квантового характера сил изображения на 6. Beril S.I., Sokovnich S.M., Starchuk A.S.; «IR-Light absorption by free charge вольтамперную характеристику контакта металл-диэлектрик сводится к carriers with participation of phonons in structures with quantum wells», Inf. conf. эффективному изменению работы выхода электрона (в случае контакта on materials science and matter physics. Chiinu, Moldova, July, 5 – 7, p. 89 кристалл – вакуум) и величины барьерной разности потенциалов (в случае (2001) контакта двух кристаллов).

7. Берил С.И., Старчук А.С.; «Проявление квантовых сил изображения Рассчитаны энергия связи поляронного экситона и поляронные вклады электрона в авто- и термоэлектронной эмиссии на границе металл- в перенормировку ширины запрещенной зоны в полярной квантовой нити, диэлектрик», Вестник Московского университета, сер. 3 Физика и помещенной в неполярную среду, с учетом размерного эффекта потери астрономия, № 5, стр. 46 – 49 (2002) инерционной экранировки. Показано, что учет вкладов от оптических 8. Берил С.И., Покатилов Е.П., Старчук А.С.; «Кулоновское взаимодействие в фононов существенно улучшает согласие теории и эксперимента.

цилиндрических структурах», Международная конференция по физике электронных материалов, ФИЭМ 02, Калуга, Россия, 1 – 4 октября, стр. 1 Практическая значимость (2002) Результаты работы можно применить при проектировании и создании 9. Берил С.И., Старчук А.С.; «Поляронные состояния и эффекты новейших электронных и оптоэлектронных систем, применения развитой самовоздействия в цилиндрических полярных структурах», В сб.: теории для описания ряда экспериментальных результатов по экситонному Математическое моделирование в образовании, науке и производстве. Тезисы поглощению света в квантовых нитях и измерению вольтамперных докладов III Международной научно-практической конференции (17 – 20 характеристик на контакте металл-диэлектрик и в МДП-структурах.

сентября 2003 г.), Тирасполь, РИО ПГУ, стр. 96 (2003) 10. Берил С.И., Покатилов Е.П., Старчук А.С.; «Рассеяние электронов Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы поляризационными оптическими колебаниями в структурах с квантовыми докладывались и обсуждались на ряде международных научных ямами», Известия ВГПУ, № 3, (04), стр. 27 – 36 (2003) конференций: Международная научно-практическая конференция (28 июня – 1 июля 1999 г.); Тирасполь, Юбилейная конференция профессорско12 преподавательского состава, посвященная 70-летию ПГУ им. Т. Г. Шевченко, 7. Показано, что влияние квантового характера сил изображения Тирасполь, 2000 г.; Inf. conf. on materials science and matter physics. Chiinu, эффекта сводится к эффективному изменению работы выхода Moldova, July, 5 – 7, 2001; II Международная научно-практическая электрона (в случае контакта кристалл – вакуум) и величины конференция (27 – 30 июня 2001 г.), Тирасполь; Международная барьерной разности потенциалов (в случае контакта двух конференция по физике электронных материалов ФИЭМ 02, Калуга, Россия, кристаллов).

1 – 4 октября 2002 г.; III Международная научно-практическая конференция 8. Рассчитаны энергия связи поляронного экситона и поляронные (17 – 20 сентября 2003 г.), Тирасполь; II Международная конференция по вклады в перенормировку ширины запрещенной зоны в полярной физике электронных материалов, 24 – 27 мая 2005 г., Калуга; IV квантовой нити, помещенной в неполярную среду, с учетом Международная научно-практическая конференция (5 – 9 июня 2005 г.), размерного эффекта потери инерционной экранировки.

Тирасполь; а также на научных семинарах кафедры общей физики и 9. Показано, что учет вкладов от оптических фононов существенно молекулярной электроники физического факультета МГУ им. М.В. улучшает согласие теории и эксперимента при определении пика Ломоносова, отделения физики твердого тела ФИАН им. П.Н. Лебедева, экситонного поглощения.

физико-математического факультета ПГУ им. Т.Г. Шевченко и на научно- исследовательских конференциях профессорско-преподавательского состава

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ПГУ им. Т.Г. Шевченко (2001 – 2006 гг.). Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Берил С.И., Старчук А.С.; «Критерии асимптотической аппроксимации Достоверность результатов теоретических исследований, туннельного тока в проблеме термо- и автоэлектронной эмиссии», в сб.:

полученных в диссертационной работе, обеспечена адекватностью выбора Математические методы в образовании, науке и промышленности. Тезисы соответствующих физических моделей, надежностью аналитических и докладов Международной научно-практической конференции (28 июня – численных математических методов, положительно зарекомендовавших себя июля 1999 г.), Тирасполь, РИО ПГУ, стр. 45 (1999) при решении близких по тематике задач. Результаты теоретических расчетов 2. Берил С.И., Покатилов Е.П., Старчук А.С.; «Рассеяние электронов лучше согласуются с экспериментальными данными, чем имевшие место в полярными оптическими колебаниями в структурах с квантовыми ямами».

других исследованиях. Вестник Приднестровского университета, № 2, стр. 28 – 38 (1999) 3. Берил С.И., Покатилов Е.П., Старчук А.С.; «Проявление квантовых сил Публикации. Содержание работы отражено в 17 публикациях. Список самовоздействия в авто- и термоэлектронной эмиссии на границе металлопубликованных работ, в котором отражены основные результаты диэлектрик», Материалы юбилейной конференции преподавательского диссертации, приведен в конце автореферата. состава, посвященной 70-летию ПГУ им. Т. Г. Шевченко, Тирасполь, РИО ПГУ, стр. 189 – 195(2000) 6 полученных результатов при проектировании и создании новейших Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из электронных и оптоэлектронных систем. введения, одной обзорной и трех оригинальных глав, заключения и списка цитированной литературы из 117 наименований. Работа изложена на ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ страницах, включая 16 рисунков и 3 таблицы.

1. Получены выражения для коэффициента рассеяния и скорости СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

релаксации импульса носителя заряда для рассеяния на полярных оптических фононах в квантовых ямах с учетом перенормировки Во введении обоснована актуальность тематики диссертационной спектра оптических фононов в полярном слое, которые приводят к работы, описаны изучаемые объекты исследований, сформулированы цели и корректным зависимостям от толщины слоя. задачи работы, методы исследований, новизна и практическая значимость 2. Показано, что величиной вкладов в рассеяние на поверхностных работы, а также выносимые на защиту положения. Приводятся сведения об оптических фононах можно «управлять» специальным подбором апробации и данные о количестве публикаций по теме работы.

параметров граничащих сред. В первой главе диссертационной работы представлен краткий обзор 3. Получены выражения для коэффициента поглощения света исследований по теме диссертации.

Pages:     || 2 |






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