Теоретичні дослідження спінових та електрон-фононних взаємодій в твердотільних структурах - Автореферат

Національна академія наук УкраїниАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Шека Валентин Іванович, Інститут фізики напівпровідників НАН України, провідний науковий співробітник відділу теоретичної фізики. Офіційні опоненти: Доктор фізико-математичних наук, професор Сугаков Володимир Йосипович, Інститут ядерної фізики НАН України, завідувач відділом теоретичної фізики. Доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Шаніна Бела Дмитріївна, Інститут фізики напівпровідників НАН України, відділ оптики та радіоспектроскопії. Захист відбудеться “15 ”лютого 2002р. о 1415 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.199.01 в Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою: м.В теорії звязаних станів дірок в обємних напівпровідниках ціла низка питань, не зважаючи на їх класичність, залишається відкритою, в той час як багато важливих властивостей напівпровідників визначається саме такими станами. Крім того, значний прогрес, досягнутий у створенні високоякісних наноструктур, відкриває нові перспективи розвязку актуальних задач електроніки та оптоелектроніки з використанням унікальних властивостей низьковимірних систем. Існуючі методи дозволяють точно розрахувати спектр мілкого акцептора, але, як показано в дисертації, не виявляють важливих якісних особливостей хвильової функції. По-третє, низьковимірні структури відкривають нові можливості генерації та детектування високочастотних акустичних фононів, які в обємних структурах неможливо було реалізувати. Наукова новизна роботи полягає в тому, що: 1) Показано, що в типових напівпровідниках хвильова функція мілкого акцептора спадає неекспоненційно в широкому діапазоні радіусів, а також є сильно анізотропною.Теорія ґрунтується на методі ефективної маси в моделі Латтінжера для граничних випадків сильної та слабкої спін-орбітальної взаємодії і використовує той факт, що для актуальних напівпровідників відношення мас легкої та важкої дірок мале, тому важливим є наближення нульової маси легкої дірки. Оскільки поведінка хвильової функції на нескінченності визначається радіальною функцією G1, хвильова функція основного стану при великих відстанях суттєво анізотропна, в тому розумінні, що веде себе не як сферична функція s-типу, а подібно до d-функції. Точний розвязок в граничному випадку нульової маси легкої дірки дав можливість отримати деякі результати і для випадку довільного відношення мас дірок: знайдено розклад варіаційного функціоналу в ряд з відношення мас легкої та важкої дірок, який дозволяє одержати енергії нижчих станів для кожної воднеподібної серії з найпростішою пробною функцією , де - варіаційний параметр. На експерименті спостерігають екситонний магнітний полярон, але оскільки константа спінової взаємодії дірки з магнітними іонами в 4-5 разів більша, ніж відповідна константа для електрона, та маса дірки більша за масу електрона головну роль в утворенні екситонного магнітного полярона відіграває дірка. Аналіз різних факторів, які впливають на величину фононного інкремента показав, що: значення інкремента зменшується з ростом електронної температури , модифікація фононного спектру в надгратці суттєво відбивається на інкременті лише для фононів, енергія яких лежить в області границь фононної мінізони, для терагерцових фононів, що розповсюджуються майже вздовж осі надгратки, екранування електрон-фононної взаємодії можна не враховувати.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ