Спектроскопия конденсированных сред

Спектроскопия конденсированных сред
Разделы
1.        Периодические структурыТрансляционная симметрия. Свойства обратной решетки. Теорема Блоха. Зона Бриллюэна. Граничные условия Борна-Кармана, подсчет состояний. Краткие сведения о теории групп. Правила отбора для переходов в идеальных периодических системах.
2.        Основные типы твердых телСтатистика Ферми для электронов. Типы твердых тел. Картина связей, Металлы, диэлектрики, полупроводники. Типы полупроводников (элементарные п-ки, окислы, слоистые п-ки, органические п-ки и т.д.), полупроводниковые наноструктуры. Приближение атомного остова, адиабатическое приближение, приближение среднего поля. Край собственного поглощения. Излучение кристалла вблизи края собственного поглощения при высоких температурах. Модель почти свободных электронов. Краткий обзор методов расчета зонной структуры.
3.        Основы макроскопической электродинамики сплошных средУравнения Максвелла в среде. Диэлектрическая функция. Соотношения Крамерса-Кронига. Основы оптики металлов. Примеры использования соотношений Крамерса-Кронига.
4.        Микроскопическая теория диэлектрической функцииПоведение газа электронов под действием нестационарного возмущения. Обобщенная теорема о сумме сил осцилляторов. Плазменные колебания. Экранирование статического поля. Переход Мота. Динамическое экранирование.
5.        Колебания решеткиКолебательные свойства атомов и электрон-фононное взаимодействие. Гармоническое приближение. Дисперсия фононов в полупроводниках. Эффекты, связанные с ангармонизмом. Решеточное поглощение и отражение. Оптические свойства в области остаточных лучей. Многофононное решеточное поглощение.
6.        Микроскопическое описание поглощения и отражения света полупроводникамиКомбинированная плотность состояний, сингулярности Ван Хова. Прямой, непрямой и «дипольно-запрещенный» края собственного поглащения. Электронно-дырочная плазма в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах. Полупроводниковый лазер.
7.        ЭкситоныЭкситоны Ванье и Френкеля. Экситонные эффекты вблизи критических точек. Спектры поглощения и излучения экситонов. Экситоны в системах с пониженной размерностью.
8.        Поляритонные эффектыКвантовый и классический подходы к описанию среды сильно взаимодействующей со светом. Фононные поляритоны. Экситонные поляритоны. Поляритоны в микрорезонаторах, «бозеры». Применимость поляритонного базиса для описания неоднородных систем.
9.        Оптические переходы с участием дефектовЭлектронные свойства дефектов. Приближение эффективной массы. Уровни донорных и акцепторных центров. Простейшие оптические переходы с участием примесей. Связанные экситоны. Эффект «гигантской» силы осциллятора.
10.   Модуляционная спектроскопияЧастотно-модулированное отражение и термоотражение. Пьезоотражение. Электроотражение (эффект Франца-Келдыша). Фотоотражение. Спектроскопия разностного отражения.
11.   Спектроскопия рассеяния светаМакроскопическая теория неупругого рассеяния света фононами. Рамановский тензор и правила отбора. Диаграммы Фейнмана. Резонансное рассеяние. Экспериментальное измерение рамановского и бриллюэновского рассеяния.
12.   Квантоворазмерные эффекты для электронов и фононов в полупроводниковых наноструктурахКвантовые ямы и сверхрешетки. Квантование энергетических уровней электронов и дырок. Граничные условия Бастарда. Фононы в сверхрешетках. Явления, связанные с интерфейсом.
13.   Коллективные эффекты в системе неравновесных носителейИзлучение сильно возбужденных кристаллов. Многоэкситонные комплексы и неупругое рассеяние экситонов. Переход Мота в системе экситонов. Электронно-дырочная плазма и электронно-дырочная жидкость. Бозе конденсат экситонов и экситонный диэлектрик. Влияние размерности системы.
 
Литература
1.     Питер Ю, Мануэль Кардона. Основы физики полупроводников. Под редакцией Б.П. Захарчени. Москва, Физматлит (2002)
2.     Джон Займан. Принципы теории твердого тела. Москва, Мир (1974)
3.     Давыдов. А.С. Теория твердого тела. Москва, Наука (1976)
4.     Hui Deng, Hartmut Haug, and Yoshihisa Yamamoto. Exciton-polariton Bose-Einstein condensation. Rev. Mod. Phys. 82, 1489 (2010)
5.     В.М. Агранович, Ю.Н. Гартштейн. Пространственная дисперсия и отрицательное преломление света. 176, 1051 (2006)
6.     Экситоны. Под редакцией Э.И. Рашба, М.Д. Стердж. Москва, Наука (1985)

Leave a Comment