Введение в физику квантоворазмерных систем |
Разделы |
1. Квантоворазмерные эффекты и плотность состояний для носителей заряда. Квантовые ямы, квантовые проволоки, квантовые точки. Комбинированная плотность состояний для двумерных и одномерных систем. Явления, связанные с интерфейсами. Некоторые методы получения объектов с пониженной размерностью. |
2. Структуры с квантовыми ямами и сверхрешетками. Квантование энергетических уровней электронок и дырок. Граничные условия Бастарда. Туннельная связь между квантовыми ямами. Полупроводниковые сверхрешетки. Некоторые экспериментальные результаты. |
3. Оптические методы исследования электронного спектра в полупроводниковых гетероструктурах. Спектры фотолюминесценции полупроводниковых квантовых ям, квантовых нитей и квантовых точек. Переходы, разрешенные в дипольном приближении. Экситонные эффекты. Влияние температуры и электрон-фононного взаимодействия. Исследование межподзонных переходов с помощью Фурье спектроскопии. |
4. Фононы в низкоразмерных структурах. Локальные колебательные моды. Фононы в сверхрешетках. Сложенные акустические и квантованные оптические моды. Электрооптические эффекты в полярных кристаллах: Интерфейсные моды. |
5. Комбинационное рассеяние света в гетероструктурах. Комбинационное рассеяние света на сложенных акустических и квантованных оптических модах. Рассеяние на интерфейсных модах. Макроскопические модели электрон-фононного взаимодействия в квантовых ямах и сверхрешетках. |
6. Плазменные колебания в низкоразмерных системах. Дисперсия плазмонов для систем различной размерности. Поверхностный плазмон-поляритон. Взаимодействие точечного излучателя с плазмонной подсистемой. Плазмонное усиление скорости спонтанного излучения. Плазмонное усиление комбинационного рассеяния света. |
7. Электрический транспорт в низкоразмерных системах. Зависимость времени рассеяния и времени релаксации от энергии электрона. Время релаксации импульса. Электрический транспорт в тонких слоях. Резонансное тунелирование через квантовую яму с двойным барьером. Резонансно-тунельный диод. |
8. Квантовый эффект Холла в двумерном электронном газе. Теория диамагнетизма Ландау в трехмерном газе свободных электронов. Магнитопроводность двумерного электронного газа. Фактор заполнения. Эксперимент фон Клитцинга. Объяснение холовских плато в целочисленном квантовом эффекте Холла. |
9. Проблема взаимодействия излучения с веществом для изолированных (квантовых) объектов. Влияние окружения на скорость спонтанного излучения. Эффект Парселла. Сильная связь. Вакуумная частота Раби. Коллективные эффекты в спонтанном излучении. Эффект Дике. Некоторые экспериментальные результаты. |
10. Управление взаимодействием излучения с веществом на примере микрорезонаторов. Микрорезонатор со встроенными квантовыми ямами. Режимы сильной и слабой связи между изолированной модой микрорезонатора и оптически активным состоянием среды размещенной внутри него. Квантовый и классический подходы к описанию среды сильно взаимодействующей со светом. Экситонные поляритоны. Поляритоны в микрорезонаторах, «бозеры». Изменение спектра и кинетики излучения квантовой точки размещенной в микрорезонаторе. |
11. Коллективные эффекты в низкоразмерных системах. Экранирование кулоновского взаимодействия в трехмерных, двумерных и одномерных системах. Переход Мота в системе экситонов для систем с пониженной размерностью. Электронно-дырочная плазма и электронно-дырочная жидкость. Бозе конденсат экситонов и экситонный диэлектрик. Влияние размерности системы. Многоэкситонные комплексы и трионы. |
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. УФН 176, 1051 (2006) |
6. Экситоны. Под редакцией Э.И. Рашба, М.Д. Стердж. Москва, Наука (1985) |