Электронные свойства дву-, одно- и нуль-мерных систем в полупроводниковых структурах

Квантовая нанофизика имеет дело с низкоразмерными системами (d<3) в которых электроны удерживаются ограничивающим потенциалом в одном, двух или во всех измерениях на расстояниях порядка де-Бройлевской длины волны. Соответственно этому реальные структуры представляют собой двумерные (d=2) одиночные слои электронов или массивы слоев, одномерные (d=1) квантовые проволоки или массивы одномерных цепочек, и наконец, нульмерные (d=0) системы - одиночные квановые точки или массивы квантовых точек. В обычных макросистемах плотность электронов велика, энергией межэлектронного взаимодействия как правило можно пренебречь, и электронные свойства соответствует одночастичной физике электронного газа. В мезоскопических и низкоразмерных системах потенциальная энергия межэлектронного взаимодействия (обмен и корреляции) много больше кинетической энергии электронов и физика электронов больше соответствует квантовой электронной жидкости или квантовым твердым телам электронов. В таких системах основное состояние электронов задается не периодической решеткой атомов а взаимодействием между самими электронами. В результате возникают новые фазовые состояния в чисто электронных системах, нетрадиционные для невзаимодействующего электронного газа: волны зарядовой и спиновой плотности, спин-топологические состояния с дальним упорядочением спина, квантовые изменения (нестинг) волнового вектора. Далеко не все электронные состояния и фазовые превращения между ними изучены как экспериментально так и теоретически; во многих случаях теория не обладает даже математичаски аппаратом для описания сильно-взаимодействующих систем. Совсем недавно, работами голландских и российских физиков-теоретиков (A.Pruisken, M. Баранов и др.) было осуществлена первая попытка великого объединения включения межэлектронных взаимодействий в теорию целочисленного квантового эффекта Холла.

 

 

главная     о центре     кафедры     исследования     обучение    публикации      контактная информация