Роль спін-орбітальної та електрон-електронної взаємодій у формуванні магнітних властивостей квантових точок та кілець - Автореферат

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТРобота виконана на кафедрі напівпровідникової електроніки радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Третяк Олег Васильович директор Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Олійник Валентин Петрович Національний технічний університет України "КПІ", професор кафедри загальної та теоретичної фізики; Захист відбудеться ”21” червня 2010 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.31 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01601, МСП, м.Один з шляхів створення квантових точок та кілець полягає в обмеженні руху електронів в напівпровідниковій гетероструктурі. Для цього створюється подібний до кола (або іншої форми) потенціал, в який електрони захоплюються як у пастку. Зокрема, ряд вчених займається розрахунком основних енергетичних рівнів електронів у квантових точках та інших структурах [1]. Дослідження спінових властивостей електронів активно проводяться в фундаментальній фізиці, але їх результати можна застосувати на практиці, перш за все, для мініатюризації пристроїв спінтроніки до граничного випадку одного спіну електрона (single-spintronics). Для досягнення поставленої мети у дисертації: а) побудовано гамільтоніан електрона, рух якого обмежений потенціалом квантової точки або кільця з врахуванням: - спін-орбітальної взаємодії, - взаємодії магнітного поля зі спіном електрона, - кулонівської взаємодії між електронами, - спін-спінової взаємодії;При врахуванні спін-орбітальної взаємодії розглядають, як правило, одну з складових СО взаємодії: Дрессельхауза, Рашби чи Бичкова-Рашби. За наявністю СО взаємодії стрибок намагніченості квантової точки з пятьма електронами відбувається у більш сильному магнітному полі (). У випадку, коли КТ заповнена 4-ма або 5-ма електронами, врахування складової Дрессельхауза СО взаємодії веде до зсуву вздовж магнітного поля стрибків намагніченості (при Т=0К). В рамках використаної в даній роботі моделі оцінено параметр СО взаємодії a: для квантової точки, що досліджена в експерименті, =500А2. з врахуванням та без врахування СО та Е-Е взаємодії: а) для двох електронів; b) для трьох електронів; c) для 4-х електронів; d) для 5-и електронів; e) для 6-и електронів. 13 наведений енергетичний спектр електронів, що знаходяться в квантових кільцях: а, b, с, d) із врахуванням складової Рашби СО взаємодії; а) без врахування складової Дрессельхауза СО взаємодії (даний випадок відповідає рівняння 3); b) із врахуванням складової Дрессельхауза СО взаємодії для; c) із врахуванням складової Дрессельхауза СО взаємодії для; d) із врахуванням складової Дрессельхауза СО взаємодії для.Проведені дослідження дозволили зробити теоретичні висновки стосовно впливу спін-орбітальної та електрон-електронної взаємодій на спектри електронів, захоплених квантовими точками чи кільцями, а також, стосовно магнітних властивостей квантових точок та кілець. Врахування спін-орбітальної взаємодії зробило можливим теоретичний опис істотних особливостей спектрів електронів у квантових точках та кільцях, за різних значень магнітного поля, для різних розмірів та матеріалів квантових точок та кілець. Врахування спін-орбітальної взаємодії виявило низку особливостей, притаманних магнітним властивостям квантових точок та кілець, зокрема, стрибків намагніченості, що відбуваються у слабких магнітних полях за умови заповнення квантової точки чи кільця певною кількістю електронів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ