XLVIII международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий

Кинетические явления в низкоразмерных системах в сильных внешних электрических полях


ГруппаНаучная литература
Область науки
Технические науки
Название на русском языкеКинетические явления в низкоразмерных системах в сильных внешних электрических полях
Авторы на русском языкеГлазов С.Ю.

Резюме

Представлены результаты теоретического исследования кинетических явлений, индуцированных сильными внешними электрическими полями в низкоразмерных полупроводниковых материалах современной электроники: двумерных квантовых сверхрешетках и структурах на основе графена (графене со щелью, двухслойном графене, сверхрешетке на основе графена, углеродных нанотрубках). Закономерности, установленные в результате теоретического исследования, содержат важные сведения о характерных электронных свойствах изучаемых полупроводниковых материалов в условиях воздействия внешних электрических полей. Они могут применяться для диагностики кинетических свойств рассмотренных низкоразмерных структур, а также в электронной и оптоэлектронной инженерии при создании наноэлектронных устройств (усилителей излучения, детекторов и генераторов электромагнитного излучения различных частотных диапазонов, в том числе терагерцового и инфракрасного). Кроме того, могут использоваться как учебный материал в курсах физики конденсированного состояния.

Математический аппарат используемых методов рассчитан на знание дифференциального и интегрального исчисления, методов и приближений квантовой и статистической физики (метод кинетического уравнения Больцмана; приближение постоянного времени релаксации; приближение сильной связи; метод вторичного квантования; квантовая теория плазменных волн; приближение случайных фаз; метод мнимого времени и методы компьютерного моделирования с соблюдением пределов применимости используемых моделей и приближений). Раскрыты методические особенности решения некоторых задач теоретической физики. Особое внимание уделено активизации учебно-познавательной деятельности студентов, повышению мотивации к изучению предмета, формированию исследовательских компетенций.

В первой главе представлены результаты исследования коллективных возбуждений в двумерном электронном газе двумерной полупроводниковой сверхрешетки в бесстолкновительном приближении в условиях воздействия сильных электрических полей. Описана зависимость плотности плазменных возбуждений двумерной полупроводниковой сверхрешетки от периода и ширины потенциальных ям, образующих сверхрешетку. Исследовано влияние высокочастотного и статического электрических полей на закон дисперсии плазменных волн в невырожденном двумерном электронном газе двумерной сверхрешетки. Показана возможность возникновения связанных плазменных колебаний в системе, состоящей из двух пространственно разделенных двумерных электронных газов, одного с периодическим потенциалом сверхструктуры, другого с параболическим законом дисперсии носителей, и помещенной в переменное электрическое поле. Представлены результаты исследования закона дисперсии связанных плазменных колебаний в системе, состоящей из двух пространственно разделенных двумерных электронных газов сверхрешеток, помещенной в постоянное электрическое поле.

Во второй главе приведены результаты исследования коллективных возбуждений в двумерном электронном газе сверхрешетки на основе графена на полосчатой подложке и двухслойного графена в бесстолкновительном приближении. Рассмотрены закон дисперсии плазменных волн и плотность плазменных возбуждений в сверхрешетке на основе графена на полосчатой подложке; влияние сильного статического электрического поля на закон дисперсии плазменных волн в сверхрешетке на основе графена на полосчатой подложке. Исследованы закон дисперсии и декремент затухания плазменных волн в электронном газе двухслойного графена.

В третьей главе представлены результаты исследования зависимости плотности тока в щелевых модификациях графена (графене со щелью, сверхрешетке на основе графена, углеродных нанотрубках) в одновременном присутствии постоянного и переменного электрических полей от параметров приложенных полей. Показано влияние постоянного и переменного электрических полей на процесс ионизации примесей в щелевой модификации графена. Исследована вероятность ионизации примесей от направления вектора напряженности постоянного электрического поля.

Четвертая глава содержит результаты исследования зависимости амплитуд высших гармоник плотности тока в щелевых модификациях графена (графене со щелью, сверхрешетке на основе графена, углеродных нанотрубках) в одновременном присутствии постоянного и переменного электрических полей от параметров приложенных полей.

В пятой главе представлены результаты исследования взаимодействия электромагнитных импульсов с современными материалами наноэлектроники. Раскрыты особенности начальной стадии эволюции предельно короткого электромагнитного импульса, характеризующегося спектральной шириной, достаточной для индуцирования переходов электронов между минизонами в квантовых полупроводниковых сверхрешетках. Показана динамика состояний поляризации, возникающих в результате облучения слоя дейтерированного сегнетоэлектрика типа «порядок-беспорядок» лазерными импульсами.

Шестая глава посвящена методическим особенностям решения некоторых задач теоретической физики. Приведены примеры сочетания аналитического расчета с компьютерным моделированием физических процессов с использованием современных математических пакетов.

Результаты исследований автора могут быть интересны студентам старших курсов, магистрантам, аспирантам, научным работникам, специализирующимся в области физики конденсированного состояния и полупроводниковой электроники.

Комментарии

Издание "Кинетические явления в низкоразмерных системах в сильных внешних электрических полях" (Глазов С.Ю.) отмечено наградой
ОРДЕНОМ «АЛЕКСАНДР ВЕЛИКИЙ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ ЛАУРЕАТА