Фізика низьковимірних систем

Інcтитут/Факультет: 
ІВТ
Курс: 
1-Маг
Семестр: 
1
Підсумковий контроль: 
іспит
Лектор: 

Лозовський В. З., д. ф.-м. н., професор

Кафедра: 
Кафедра математики, теоретичної фізики і комп-рних технологій
Вид навчального курсу: 
Нормативний курс

Курс є базовою дисципліною для спеціальності "високі технології", що викладається в 1 семестрі магістратури в обсязі 36 годин лекцій та 36 годин практичної роботи. Метою вивчення дисципліни  є ознайомлення студентів з основними ідеями та методами фізики низьковимірних систем, що є базою сучасної мікро- та нано-електроніки, сучасних мікробіології та супрамолекулярної хімії.

В курсі детально розглядаються два типи явищ, що пов'язані з наявністю меж розподілу - класичні ефекти, та ефекти просторового квантування. Розглядаються також фізичні явища в просторово-обмежених системах, що не пов'язані з просторовим квантуванням (електронний транспорт в тонких та надтонких напівпровідникових та металічних плівках, оптичні властивості тонких плівок та нано-композитних систем). Це, зокрема, дозволяє студентам зрозуміти фізичні явища, що лежать в основі поверхневого плазмон поляритонного резонансу на основі якого створюються сенсори біологічних молекул.

 

Викладаються основи фізики ближнього поля, що дозволяє моделювати процеси впливу біоспецифічних взаємодій типу антитіло-антиген на умови поверхневого плазмон поляритонного резонансу, в тому числі – визначати геометричну структуру молекулярних комплексів. Вивчаються явища та ефекти в напівпровідникових нано-структурах, що пов'язані з просторовим квантуванням. Зокрема, детально вивчаються формування структури енергетичних рівнів у квантових ямах та квантових точках різної форми, застосування наносистем у сучасній фізиці, хімії та біології.

 

Приблизна програма курсу:

 

ФІЗИКА НИЗЬКОВИМІРНИХ СИСТЕМ
 
Класичні розмірні ефекти в фізиці тонких плівок та нано-композитів
 

  1. Вступ. Загальна характеристика низьковимірних систем. Гетероструктури, квантові ями та надгратки. Молекулярно-напівпровідникові нано-композити. Класичні та квантові ефекти, що викликані пониженою вимірностю систем.
  2. Класичні розмірні ефекти. Особливості провідності тонких металічних плівок. Ефективна сприйнятливість тонких плівок та мезо-частинок
  3. Класичні розмірні ефекти. Поглинання зовнішнього випромінювання мезо-частинками та тонкими плівками. Поверхневі хвилі та їхнє застосування в сучасній мікроелектроніці..
  4. Рівняння Ліппмана-Швінгера та методи його розв'язку. Ефекти ближнього поля в системах мезо-частинок

 
Квантово-розмірні ефекти в наноструктурах
 

  1. Структури з квантоворозмірними ефектами. Квантоворозмірні ефекти. Ієрархія довжин.
  2. Квантові ями та надгратки. Утворення структур з квантовими ямами та надгратками..
  3. Прямокутні, параболічні та трикутні квантові ями. Щільності станів в квантових ямах..
  4. Надгратки. Електронні стани. Щільності станів в надгратках.
  5. Квантовий та тунельнипй транспорт. Струм та кондактанс. Метод Т-матриці
  6. Метод Т-матриці в задачі про рух електрона в неоднорідній шаруватій структурі.
  7. Квантовий транспорт. Формула Ландауера. Квантування кондуктансу
  8. Тунельний транспорт. Тунелювання в гетероструктурах.
  9. Резонансне тунелювання. Резонансно-тунельний діод.
  10. Ефекти локального поля в низьковимірних системах. Рівняння Шредингера для частинки в електричному та магнітному полях. Тензор провідності.
  11. Лембовські зсуви рівнів в квантових точках. Вплив поверхні на електронні та оптичні властивості квантових точок.
  12. Квантовий ефект Холла.
  13. Низьковимірні системи в хімії, біології та медицині

 

ПереглядДолученняРозмір
PhysLowDimSystems_new.doc25.5 КБ
PhysLowDimSystems_new.pdf72.23 КБ
ІНСТИТУТ ВИСОКИХ ТЕХНОЛОГІЙ Матеріали дозволено використовувати на умовах GNU FDL без незмінюваних секцій та Creative Commons Attribution/Share-Alike
Дизайн: Інститут високих технологій
Ivan Ivanov