Введение в физику наноструктур

Введение в физику наноструктур
Разделы
1.        Фуллерены и кластерыФуллерены и кластеры: строение, методы получения, механические и электронные свойства, области применения.
2.        Метод Хартри-ФокаМетод Хартри-Фока. Использование псевдопотенциалов. Обобщения метода Хартри-Фока.
3.        Теория функционала плотностиТеория функционала плотности. Уравнения Кона – Шэма. Приближение локальной плотности. Модель желе и ее применимость в случае кластеров и фуллеренов.
4.        Углеродные нанотрубкиСтроение нанотрубок. Хиральность. Трубки типа «кресло» и «зигзаг». Физические и электронные свойства нанотрубок. Многослойные нанотрубки. Связь хиральности однослойных трубок с их проводимостью. Способы получения нанотрубок.
5.        Метод линейной комбинации атомных орбиталейМетод ЛКАО. σ- и π-орбитали. Теорема Блоха. Применение метода ЛКАО к цепочкам атомов. Дисперсионные соотношения для водородной и углеродной цепочки атомов.
6.        Дисперсионные соотношения для углеродных нанотрубокπ-орбитали нанотрубок (n,n) и (n,0). Учет принципа Паули. Зависимость проводимости от хиральности.
7.        Оптические свойства полупроводниковОптические свойства полупроводников. Экситоны Мотта и Френкеля. Уровни энергии экситонов. Время жизни экситонов и способы его повышения. Экситоны в дву-, одно- и нуль-мерных системах.
8.        ПлазмоныОбъемные плазмоны. Плазменная частота. Спектр плазмонов. Дисперсионное соотношение для объемных плазмонов.
9.        Поверхностные плазмоныПоверхностные плазмоны. Условия возникновения поверхностных плазмонов. Спектр поверхностных плазмонов. Дисперсионные соотношения для поверхностных плазмонов. Получение поверхностных плазмонов.
10.   Методы получения наночастицОбзор физических и химических методов получения наночастиц различного состава, формы и размеров.
11.   Квантовые точкиКвантовые ямы и квантовые точки. Энергетический спектр экситонов в полупроводниковых наночастицах. Квантово-размерный эффект. Спектральные свойства полупроводниковых наночастиц. Наночастицы типа «core-shell».
12.   Явление мерцающей флуоресценцииЯвление мерцающей флуоресценции. Статистика «on»- и «off»-интервалов. Захват носителей. Поверхностные состояния.
 
Литература
1.     Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Квантовая механика (Наука, Москва, 1974).
2.     Б. Хехт, Л. Новотный, Основы нанооптики (Физматлит, 2009).
3.     В.В. Климов, Наноплазмоника (Физматлит, 2009).
4.     M. Brack, The physics of simple metal clusters: self-consistent jellium model and semiclassical approaches, Rev. Mod. Phys. 65, 667 (1993)
5.     C.J. Cramer, Essentials of Computational Chemistry. Theories and Models, 2nd ed., Wiley, 2004
6.     C. Delerue, M. Lannoo, Nanostructures. Theory and Modelimg, Springer-Verlag, 2004
7.     Ю.Е. Лозовик, А.М. Попов, Образование и рост углеродных наноструктур – фуллеренов, наночастиц, нанотрубок и конусов, УФН 167, 751 (1997)
8.     П.Н. Дьячков, Углеродные нанотрубки: строения, свойства, применения, М.: Бином (2006)
9.     Н.Б. Брандт, В.А.Кульбачинский, Квазичастицы в физике конденсированного состояния,(Физматлит, Москва, 2007)
10. C. Burda, X. Chen, R. Narayanan and M.A. El-Sayed, Chemistry and Properties of Nanocrystalls of Different Shapes, Chem. Rev. 105, 1025 (2005)
11. J. Stangl, V. Holy, G. Bauer, Structural Properties of Self-Organized Semiconductor Nanostructures, Rev. Mod. Phys. 76, 725 (2004)
12. Y. Masumoto, T. Takagahara (eds), Semiconductor Quantum Dots, Chapt. 2, Springer-Verlag, 2002