Рабочая программа дисциплины «Физика низкоразмерных структур»
| Вид материала | Рабочая программа |
СодержаниеТребования к уровню освоения курса Примерная тематика рефератов, курсовых работ III. Распределение часов курса по темам и видам работ |
- Н. Г. Чернышевского кафедра теоретической и математической физики рабочая программа, 152.3kb.
- Рабочая программа дисциплины Физика, ен. Ф. 03 направление подготовки, 491.56kb.
- Приказ № от 20 г. Образовательная программа по предмету «Физика», 805.55kb.
- Рабочая программа дисциплины теория вычислительных процессов и структур для студентов, 164.28kb.
- Рабочая программа дисциплины физика и естествознание Направление подготовки: 222000., 386.16kb.
- Рабочая программа по дисциплине Общая физика (наименование дисциплины), 685.43kb.
- Рабочая программа по курсу «Отечественная история» для специальность 010701 и направлению, 485.4kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины Ф. 03. 03. 04 1-21/01 утверждаю, 313.98kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1 21/01 федеральное агентство по образованию, 85.92kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 267.7kb.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Физика низкоразмерных структур»
Томск – 2005
I. Oрганизационно-методический раздел
- Цель курса
Цель курса – дать теоретические основы описания свойств наноструктур квантово-механическими методами.
- Задачи учебного курса
Задача курса – изложить основные представления о физических свойствах структур с пониженной размерностью. Изучение курса даст студенту знания об особенностях и современных моделях описания квазичастичных состояний в квантовых ямах, проволоках, точках, сверхрешетках.
- Требования к уровню освоения курса
Курс базируется на курсах физики твердого тела, физики полупроводников, квантовой механики, статистической физики, теории групп.
II. Содержание курса
- Темы и краткое содержание
| № | Тема | Содержание |
| | Электронные и фононные состояния в низкоразмерных структурах | Условия наблюдения квантово-размерных эффектов. Потенциал Кроннига-Пенни. Минизоны в сверхрешетках. Классификация сверхрешеток. Типы сверхрешеток. Композитные, модулированные сверхрешетки. Модели разрывов зон и барьера Шоттки. Комплексная зонная структура. Методы расчета. Комплексная зонная структура алмазоподобных соединений, зависимость от гетерограницы. Электронные состояния в квантовых ямах, проволоках, точках. Примесные состояния мелких центров в квантовых ямах. Энергетический спектр электронов в низкоразмерных структурах в присутствии постоянного магнитного поля. Штарковская локализация электронов в квантовых ямах сверхрешеток в сильном электрическом поле. Макроскопический и микроскопический подходы для описания колебательных состояний в сверхрешетках. Интерфейсные электронные и фононные состояния в гетероструктурах. |
| | Физические свойства сверхрешеток | Продольный и поперечный транспорт. ОДП в сверхрешетках. Оптические свойства квантовых ям и сверхрешеток. Влияние колебаний решетки, примесей и несовершенств гетерограницы на свойства гетроструктур. Квантовый эффект Холла. Феноменологические результаты. Условия наблюдения. Целочисленный эффект Холла, одноэлектронная теория, влияние беспорядка. Роль многоэлектронных корреляций в нецелочисленном эффекте Холла. |
| | Резонансное туннели-рование электронов в многобарьерных структурах | Туннелирование электронов через одну границу, один барьер, двухбарьерную структуру. Условия возникновения резонансных пиков. Методы матрицы перехода и рассеяния, их свойства. Формула Брейта-Вигнера. Модели сшивания волновых функций на границах. Квазистационарные состояния. Открытая квантовая яма, времена жизни резонансов, полуширина пика. Эффекты междолинного смешивания электронных состояний на гетерогранице. Фано-резонансы, их проявления в электрических и оптических характеристиках. |
Примерная тематика рефератов, курсовых работ:
- Влияние плавного интерфейсного потенциала на резонансное туннелирование электронов в многобарьерных квантовых структурах.
- Электронные состояния в нитридных структурах с учетом спонтанной поляризации и пьезоэффекта.
3. Модели спиновых свойств гетероструктур.
4. Методы расчета электронных состояний в квантовых точках.
III. Распределение часов курса по темам и видам работ
| № пп | Наименование темы | Всего часов | Аудиторные занятия (час) | Самостоя-тельная работа | ||
| в том числе | ||||||
| лекции | семинары | лаборатор. занятия | ||||
| 1 | Электронные и фононные состояния в низкоразмерных структурах | 17 | 12 | 3 | - | 2 |
| 2 | Физические свойства сверхрешеток | 14 | 10 | 2 | - | 2 |
| 3 | Резонансное туннелирование электронов в многобарьерных структурах | 17 | 12 | 3 | | 2 |
| | ИТОГО | 48 | 34 | 8 | - | 6 |
IV. Форма итогового контроля
Экзамен
V. Учебно-методическое обеспечение курса
1. Рекомендуемая литература (основная):
- Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки. М.: Мир, 1989.
- Бехштедт Ф., Эндерлайн Р. Поверхности и границы раздела полупроводников. М.: Мир, 1990.
- Кульбачинский В.А. Двумерные, одномерные, нульмерные структуры и сверхрешетки. М. 1998.
- Воробьев Л.Е., Данило С.Н., Зегря Г.Г., Фирсов Д.А., Шалыгин В.А., Яссиевич И.Н., Берегулин Е.В. Фотоэлектрические явления в полупроводниках и размерно-квантованных структурах. Санкт-Петербург, Наука, 2001.
- Шик А.Я., Бакуева Л.Г., Мусихин С.Ф., Рыков С.А. Физика низкоразмерных систем. Наука, Санкт-Петербург, 2001.
- Ю П., Кардона М. Основы физики полупроводников. М. 2002.
2. Рекомендуемая литература (дополнительная):
- Тернов И.М., Жуковский В.Ч., Борисов А.В. Квантовая механика и макроскопические эффекты. М.: Изд-во МГУ, 1993.
- Рашба Э.И., Тимофеев Б.Б. Квантовый эффект Холла. ФТП, т.20, N6, c.977-1024, 1986.
- Шретер Ю.Г., Ребане Ю.Т., Зыков В.А., Сидоров В.Г. Широкозонные полупроводники. Санкт-Петербург, Наука, 2001.
Автор
Гриняев Сергей Николаевич, к.ф.-м.н., доцент