Библиотека ДИССЕРТАЦИЙ
Главная страница Каталог

Новые диссертации Авторефераты
Книги
Статьи
О сайте
Авторские права
О защите
Для авторов
Бюллетень ВАК
Аспирантам
Новости
Поиск
Конференции
Полезные ссылки Перевод текста

Введите слово для поиска

Калиновский Владислав Вячеславович.
Проявление электрон-фононного взаимодействия в электронных и экситонных состояниях, поглощении света и рассеянии свободных носителей в полярных многослойных структурах

МОЛДАВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВEРСИТЕТ

Специальность 01.04.02 - теоретическая физика

Диссертация
на соискание учёной степени кандидата физико- математических наук

Кишинёв - 1992

Работа выполнена на кафедре теоретической физики Молдавского государственного университета.

Научные руководители:
член-корреспондент АН РМ, доктор физико-математических наук, профессор Е.П. Покатилов
доктор физико-математических наук, профессор С.И.Берил

Официальные оппоненты:
Главный научный сотрудник, доктор физико-математических наук Перельман Н.Ф.
Главный научный сотрудник, доктор физико-математических наук Хаджи П.И.

Ведущая организация: Кишиневский политехнический институт

Общая характеристика работы

Актуальность темы: Развитие электроники последних десятилетий вызвало необходимость исследования физических объектов новой природы: квазидвумерных систем (тонких полупроводниковых пленок), многослойных структур, содержащих полупроводниковые, диэлектрические и металлические слои, периодических структур с квантовыми ямами, полупроводниковых сверхрешеток.

Бурный рост как теоретического, так и экспериментального интереса к таким объектам связан также с достижениями технологии молекулярно-лучевой эпитаксии в ультравысоком вакууме, металл-органической эпитаксии из газовой фазы и др., позволяющих получать пленки и границы предельно высокого качества. В частности возникла необходимость в последовательном описании электронных и электрон-дырочных состояний с учетом перестройки как электронного так и колебательного спектров ограниченных кристаллов. Это обуславливает необходимость построения теории поляронных и поляронных экситонных состояний принимающей во внимание эффекты размерного квантования спектра носителей заряда, перенормировки энергии и массы частиц вследствии взаимодействия с поляризационными колебаниями (поляронный эффект), специфические кулоновские эффекты, обусловленные существованием границ (изменение вида электрон-дырочного взаимодействия для экситонов, силы изображения).

При исследовании кинетических явлений в полярных полупроводниковых квантово-размерных структурах представляет интерес наряду с учетом перестройки электронного спектра выявление роли перестройки фононного спектра в подобных явлениях.

Цель работы:
- построение теории электронных и экситонных возбуждений в полярных пленках на различных подложках с учетом перенормировки электронного и колебательного спектра;

- анализ проблемы поляронного экситона в композиционных сверхрешетках;

- исследование влияния квантующего магнитного поля на поляронные экситонные состояния в размерных органических кристаллах;

- описание на основе теории, учитывающей размерный квантовый эффект и перенормировку фононного спектра процессов рассеяния в структурах с квантовыми ямами и инверсионных каналах МДП структур;

- разработка теории поглощения ИК-света свободными носителями заряда в квантовых ямах при участии полярных оптических фононов с учетом перестройки электронного и фононного спектров.

Основные положения, выносимые на защиту:
1. Роль поверхностных и объёмных поляронных вкладов в рамках единого формализма в задаче полярона.
2. Установление немонотонности зависимости поляронных вкладов в энергию и массу диамагнитного экситона в зависимости от индукции магнитного поля в многослойных структурах с квантовыми ямами.
3. Теория экситонных состояний Ванье-Мотта. Вывод выражения для эффективного потенциала электрон-дырочного взаимодействия в структурах с квантовыми ямами в сверхрешетках. Анализ роли различности вкладов в экспериментально наблюдаемую величину - энергию фотона, генерирующего экситон.
4. Последовательная квантовая теория рассеяния с учетом перенормировки электронного и фононного спектров.
5. Положение о возможности доминирования поверхностных полярных оптических фононов в процессах рассеяния свободных носителей поглощения света в квантовых ямах. Вывод о сложной структуре линии фотон-фононного резонанса.
6. Применение механизма рассеяния фононов для объяснения экспериментов по подвижности в инверсионных каналах МДП-структур.

Научная новизна и практическая ценность работы:
1. Предсказана немонотонность размерной зависимости фононных вкладов в энергию связи полярона в тонкой пленке полярного кристалла.

2. Построена теория экситонных состояний Ванье-Мотта в структурах с квантовыми ямами и сверхрешетках, позволяющая провести последовательный анализ всех вкладов в экспериментально наблюдаемую величину - энергию фотона генерирующего экситон и описать качественно и количественно экспериментальные результаты.

3. Построена теория поляронных экситонных состояний диамагнитного экситона . В качестве предельных случаев теория имеет известные результаты и может быть использована для интерпретации магнитооптических экспериментов.

4. Проанализированы размерная зависимость и зависимость от параметров соседних сред коэффициента рассеяния и коэффициента релаксации импульса носителей заряда. Результаты получены на базе гамильтониана построенного путем последовательного выделения колебательных мод в размерноограниченной системе. Предсказана возможность усиления и подавления рассеяния носителей на оптических фононах в тонких пленках за счет подбора параметров подложки. Для МДП-структуры предложена теория позволяющая получить описание основных экспериментальных результатов по поведению подвижности.

5. Для вероятности и коэффициента поглощения ИК-света свободными носителями заряда в структурах с квантовыми ямами при неупругом рассеянии на полярных оптических фононах получены корректные размерные зависимости и указано на существование сложной структуры линии фотон-фононного резонанса.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались: на ХIII Всесоюзном совещании по теории полупроводников (Ереван, 1987 ), на V Всесоюзной конференции "Тройные полупроводники" и их применение” (Кишинев - Верховина, 1967 ), на ХIV Всесоюзном (Пекаровском) совещании по теории полупроводников (Донецк, 1989 ), на ХIII Всесоюзной конференции по физике полупроводников (Киев, 1990 ), на III Всесоюзная конференция по физике и технологии тонких пленок (Ивано-Франковск, 1990 ), на XI Всесоюзной конференции по физике полупроводников (Кишинев, 1988).

Результаты исследований докладывались и обсуждались на научных семинарах Института прикладной физики АН РМ: лаборатории теории полупроводников и квантовой кинетики, отдела теории полупроводников и квантовой электроники, международной лаборатории по сверхпроводимости и твердотельной электронике, а также научных семинарах лаборатории физики многослойных структур Молдавского госуниверситета, кафедры теоретической механики Кишиневского политехнического института.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, перечисленных в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из одной вводной и трех оригинальных глав изложенных на 137 страницах машинописного текста, включая 25 рисунков и библиографию из 122 наименований.

Запрос на диссертацию присылайте на адрес kulseg@mail.ru

Биология
Ветеринария
Геология
Искусствоведение
История
Культурология
Медицина
Педагогика
Политика
Психология
Сельхоз
Социология
Техника
Физ-мат
Филология
Философия
Химия
Экономика
Юриспруденция

Подписаться на новости библиотеки

Пишите нам
X