Physics of Low-Dimensional Structures - From Quantum Wells to DNA & Artificial Atoms
Dieses Buch behandelt das Gebiet der niedrigdimensionalen Strukturen, ausgehend von den selektiv dotierten Doppelheterostrukturen n-A1GaAs/GaAs/n-A1GaAs und (verspannten) p-Si/SiGe/p-Si (Quantentöpfe). Das Verhalten der Schichtelektronendichte, der Subbandpopulationen und -energien in Abhängigkeit von der Wannenbreite, der Spacer-Dicke und der Dotierungskonzentration wird analysiert. Die Temperaturabhängigkeit der Bulk-Elektronenkonzentration gegenüber dem Quasi-2DEG wird diskutiert. Im Rahmen der Boltzmann'schen Transporttheorie wird eine detaillierte Studie der Mobilität bei niedrigen und hohen Temperaturen unter Berücksichtigung aller relevanten Streuungsmechanismen vorgestellt. Die pseudomorphen undotierten Si/SiGe-Quantentöpfe sind ein perfektes Beispiel für die Untersuchung der Nichtparabolizität der Lochbänder. Zum ersten Mal in einem Buch wird eine exakte Lösung der effektiven Multiband-Massengleichung vorgestellt, die die schweren, leichten und abgespaltenen Loch-Valenzbänder beschreibt, und es werden Interband-Übergänge und Auswahlregeln ermittelt. Durch die Verringerung der Dimensionalität werden neue Aspekte der optischen und Transporteigenschaften von Quantendrähten (QWRS) diskutiert. Insbesondere werden die Photolumineszenz- und Mikrophotolumineszenzspektren von V-förmigen QWRS theoretisch interpretiert, was zu einer realistischen Kartographie der Grenzflächenrauhigkeit dieser Systeme führt.
Ein rechnerischer Ansatz zur Lösung des Eigenwertproblems in niedrigdimensionalen Systemen mit komplexer, aber realistischer Geometrie wird ebenfalls zum ersten Mal in einem Buch vorgestellt, und transporttheoretische Überlegungen werden zu einer systematischen Untersuchung der Mobilität führen. Da die DNS als eindimensionaler „molekularer Draht“ betrachtet werden kann, wird die Untersuchung des Ladungsträgertransports entlang der DNS im Sinne des Sprungtransports diskutiert. Es wird ein Berechnungsschema vorgestellt, das die Untersuchung der Nahfeld-Magnetoabsorptionsspektren von Quantenpunkten (QD) beliebiger Geometrie unter einem Magnetfeld beliebiger Ausrichtung ermöglicht. Die Auswirkungen des räumlichen Einschlusses, der durch die Abmessungen der QDs auferlegt wird, und des magnetischen Einschlusses, der durch das Magnetfeld bestimmt wird, werden erforscht. Der Einfluss der Coulomb-Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Löchern wird ebenfalls diskutiert. Die Anwendbarkeit der Methode in konkreten Experimenten, d. h. die Beleuchtung einer Nanostruktur mit einer Nahfeldsonde in Verbindung mit dem gleichzeitigen Anlegen eines externen Magnetfelds, könnte eine Herausforderung für Experimentatoren werden. Schließlich wird der magnetothermoelektrische Transport im Bereich des fraktionalen Quanten-Hall-Effekts (FQHE) diskutiert. Der theoretische Rahmen für die Berechnung des spezifischen Widerstands, der Wärmeleistung und der Wärmeleitfähigkeit für zweidimensionale Elektronen- und Lochgase bei niedrigen Temperaturen und starken senkrechten Magnetfeldern wird skizziert.
Das zusammengesetzte Fermionenbild ermöglicht die Verwendung des ganzzahligen Quanten-Hall-Effekts und der Shubnikov-de-Haas-Leitfähigkeitsmodelle für einen quantitativen Vergleich mit dem Experiment. Es wird auch eine Studie über die Gültigkeit grundlegender physikalischer Gesetze wie des Wiedemann-Franz-Gesetzes in zweidimensionalen Strukturen vorgestellt.
| ISBN: | 9781600214776 |
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| Untertitel: | From Quantum Wells to DNA & Artificial Atoms |
| Sprache: | Englisch |
| Einband: | Hardcover |
| Erscheinungsjahr: | 2007 |
| Seitenzahl: | 180 |
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