Geum.ru

Программу составил профессор, д ф. м н. В. Д. Кулаковский Аннотация

Вид материалаПрограмма курса

Содержание


Основная литература
Дополнительная литература
Взаимодействующие электроны в нормальных металлах
Программа курса
Подобный материал:

Физика полупроводников




Программу составил профессор, д.ф.-м.н. В.Д.Кулаковский

Аннотация

Курс посвящен изложению основ физики полупроводников. Наряду с традиционными разделами физики полупроводников в курсе затрагиваются современные проблемы ( такие как поляритоны в объемных полупроводниках и полупроводниковых квазидвумерных наноструктурах).

ПРОГРАММА КУРСА

1. Введение. Кинетические явления в полупроводниках: электропроводность, эффект Холла, влияние магнитного ноля, градиента температуры. Время свободного пробега

2. Элементарная теория .гальваномагнитных явлений (тензор электропроводности в магнитном поле, угол Холла и постоянная Холла, магнетосопротивление), смешанная проводимость, экспериментальные измерения проводимости и эффекта Холла

3. Химические связи в полупроводниках Кристаллические решетки, электронная конфигурация атомов Типы химической связи: ионная связь, гомеополярная связь, ван-дер-ваальсовская связь, кристаллы со смешанной связью, некристаллические полупроводники.

4. Полупроводниковые свойства и химическая связь. Запрещенная зона, примесные уровни, вакансии в кристалле.

5.Элементы зонной теории полупроводников (идеальная решетка).Основные предположения зонной теории. Волновая функция электрона в периодическом поле, зоны Бриллюэна, энергетические зоны.

6. Метод сильно связанных электронов

7 Закон дисперсии электронов и дырок. Эффективная масса. Примеры зонной структуры полупроводников.

8. Элементы зонной теории полупроводников (полупроводники во внешних полях, неидеальные кристаллы). Средние значения скорости и ускорения электрона, электроны и дырки в магнитном поле (классическая теория), диамагнитный резонанс.

9. Метод эффективной массы. Энергетический спектр электронов и дырок в магнитном поле (квантовая теория), энергетический спектр электронов и дырок в постоянном электрическом поле (квантовая теория), мелкие примесные уровни.

10. Статистика электронов и дырок в полупроводниках. Распределение квантовых состояний в зонах, распределение Ферми-Дирака, эффективная плотность состояний в зонах, концентрация носителей в вырожденных и невырожденных полупроводниках, концентрация электронов и дырок на локальных уровнях.

11. Распределение Гиббса. Определение положения уровня Ферми в собственном полупроводнике и в легированных полупроводниках.

12. Явления в контактах. Потенциальные барьеры, плотность тока, соотношение Эйнштейна, условия равновесия тел, термоэлектронная работа выхода, контактная разность потенциалов.

13. Распределение концентрации электронов и потенциала в слое объемного заряда, длина экранирования, обогащенный и истощенный слой. Выпрямление в контакте металл - полупроводник.

14. Неравновесные электроны и дырки в полупроводниках. Время жизни неравновесных электронов и дырок, уравнение непрерывности, фотопроводимость, квазиуровни Ферми.

15. Проблемы о6основания зонной теории. Адиабатическое приближение, приближение малых колебаний, метод самосогласованного поля.

16. Поляроны, экситоны, экситонные молекулы, ионизация экситонов, электрон-дырочкая плазма, электрон-дырочная жидкость.

17. Поляритоны в объемных полупроводниках и полупроводниковых квазидвумерных наноструктурах.

18. Поляритоны в полупроводниковых микрорезонаторах.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. В.Л.Бонч-Бруевич, С.Г.Калашников Физика полупроводников М.,Наука, 1977

2. А.И.Ансельм Введение в теорию полупроводников М., ФМЛ. 1962

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. А.Г.Забродский, С.А.Немов, Ю.И.Равич Электронные свойства неупорядоченных систем С.-П., Наука, 2000

2. Л.Е.Воробьев, С.Н.Данилов, Е.Л.Ивченко, Кинетические и оптические явления в сильных электрических полях в полупроводниках и наноструктурах С.-П., Наука, 2000

Взаимодействующие электроны в нормальных металлах




Программу составил профессор, д.ф.-м.н. В.Т.Долгополов

Аннотация

Предлагаемый курс лекций ориентирован на студентов-экспериментаторов и является введением в физику взаимодействующих ферми-частиц. Изложение ограничено сравнительно простой техникой и требует только знания квантовой механики на уровне вторичного квантования. Тем не менее, объем курса достаточен для качественного понимания ряда актуальных проблем современной физики твердого тела.


ПРОГРАММА КУРСА


I. Введение: Кулоновское взаимодействие частиц ферми-газа. Теорема Кона-Латтинджера. Элементарные представления о ферми-жидкости. Квазичастицы на языке вторичного квантования

II. Проблема основного состояния; Постановка задачи. Теория возмущений и правило Бракнера Голдстоуна. Приближение Хартри-Фока. Энергия основного состояния газа свободных электронов Модель Бардина-Купера-Шриффера. Эффективный гамильтониан. Аналогия с приближением Хартри-Фока. Спектр нормальных квазичастиц.

Ш. Отклик на внешнее возмущение (нейтральные системы): Концепция пробной частицы. Динамический форм-фактор и корреляции плотности. Статический форм-фактор. Функция линейной реакции. Вычисление функции реакции плотность-плотность. Связь функции реакции плотность-плотность с сжимаемостью ферми-жидкости и термодинамической плотностью состояний. Выражение функции линейной реакции через динамический форм-фактор. Функция реакции плотность-плотность свободного ферми-газа в длинноволновом пределе.

IV. Заряженные ферми-жидкости: Статическое экранирование. Динамическое экранирование, плазменные колебания. Связь диэлектрической проницаемости с функцией реакции плотность-плотность. Реакция на экранированное поле.

V. Микроскопические теории отклика заряженной системы: Вычисление диэлектрической проницаемости в приближении Хартри-Фока. Парная Корреляционная функция.

VI. Вычисление диэлектрической проницаемости в приближении хаотических фаз. Связь полученного результата с реакцией на экранированное поле. Сравнение точности различных микроскопических теорий.

VII. Отклик на однородное электромагнитное поле: Гамильтониан взаимодействия. Формула Кубо-Гринвуда. Соображения Таулесса и скейлинговая гипотеза.

VIII. Примеры практического применения изученной техники: Диэлектрическая проницаемость двумерного электронного газа. Рассеяние двумерных электронов на кулоновских центрах. Температурная зависимость упругого времени релаксации. Сравнение с экспериментальными результатами

IX. Теория ферми-жидкости Ландау: Разложение свободной энергии. Локальная энергия квазичастиц. Вывод кинетического уравнения. Плотность потока и эффективная масса квазичастиц. Коллективные моды, нулевой звук. Сравнение скоростей и затухания у нулевого и первого звука. Зависимость проводимости двумерных электронных систем от спиновой поляризации.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА.

1. Дж. Займан. Современная квантовая теория. Мир 1971.

2. Д.Пайнс,Ф,Нозьер Теория квантовых жидкостей Мир 1967.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Т.Андо, А-Фаулер, Ф.Стерн. Электронные свойства двумерных систем, Москва. Мир, 1985.