Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Квазіодновимірні електронні системи над рідким гелієм

Предмет: 
Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
21
Мова: 
Українська
Оцінка: 

по Физике Низких Температур, 2000, Казань, Росія.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці конструкції експериментальної комірки, налагодженні й удосконаленні електричної схеми вимірів, проведенні експериментів по дослідженню транспортних властивостей носіїв в одновимірній електронній системі, створенні комп'ютерних програм для обробки отриманих експериментальних результатів, а також проведенні комп'ютерних розрахунків для порівняння експериментальних даних з існуючими теоріями.
Публікації. За темою дисертації опубліковано 10 друкованих праць, з них 4 статті в реферованих журналах [1, 2, 9, 10], 6 тез міжнародних конференцій [3 – 8].
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновку та списку використаних джерел (117 найменувань). Зміст роботи викладено на 123 сторінках, 29 рисунках та 3 таблицях.
 
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
 
Вступ містить обґрунтування актуальності проблеми та наукової новизни. Обговорюється також мета роботи та переваги створеної електронної системи близької до одновимірної над рідким гелієм перед подібними системами, реалізованими за допомогою інших фізичних об’єктів. У вступі розглянуто також декілька напрямків, за якими розвиваються дослідження у цій галузі, відображено зв’язок роботи з науковими програмами.
Перший розділ дисертації носить пояснювальний характер. Виходячи з того, що досліджувана у даній роботі система є принципово новою, для розуміння процесів, що відбуваються в ній, необхідно було розглянути характер поведінки носіїв в аналогічній системі, але більш високої розмірності. Такою системою є двовимірна система електронів, локалізованих на поверхні рідкого гелію. Приймаючи до уваги вищезгадане, даний розділ було розбито на кілька підрозділів. У першому вводиться поняття поверхневих електронів, наводяться способи створення системи електронів, локалізованих над рідким гелієм, а також розглядаються кінетичні властивості носіїв у такій системі. Аналізується декілька оглядів, присвячених вивченню поведінки поверхневих електронів над рідким гелієм [1, 2]. У другому підрозділі розглянуто транспорт поверхневих електронів в двовимірній системі у магнітному полі, а також висвітлений ряд ефектів, викликаних впливом магнітного поля на електронний транспорт. І, нарешті, у третьому підрозділі розглянуто способи реалізації одновимірних і квазіодновимірних електронних систем, з застосуванням інших фізичних об’єктів, наприклад, напівпровідникових структур. Також у цьому підрозділі приведений теоретичний аналіз можливості створення одновимірної електронної системи над рідким гелієм і перші експериментальні спроби реалізації такої системи.
Другий розділ присвячений створенню одновимірної електронної системи над рідким гелієм а також можливості її експериментального дослідження. У ньому докладно описана низькотемпературна частина експериментальної установки, методика вимірів, а також критерії вибору даної вимірювальної системи.
Для створення одновимірної системи над рідким гелієм ми використовували метод, запропонований у роботі [3]. Автори пропонували реалізувати таку систему за допомогою скривлення поверхні рідкого гелію, що затікає під дією капілярних сил в окрему канавку чи систему рівнобіжних канавок діелектричної підкладки, розміщеної на деякій висоті над рівнем рідини. Електрони локалізуються в рідких каналах під дією електричного поля, що використовується для утримання носіїв. В наших експериментах такі канали були реалізовані на спеціальній підкладці створеній таким чином: на скляну пластину з розмірами 24 х 19. 1 мм2 і товщиною 1. 2 мм намотувалась нитка діаметром 0. 1 мм з речовини з малою діелектричною проникністю, у даному випадку з нейлону. Створена підкладка розташовувалася на деякій висоті над рівнем рідкого гелію в експериментальній комірці. Між нитками утворювалися жолобки, у які під дією капілярних сил і сил Ван-дер-Ваальса натікав надплинний гелій. На підкладці було створено 150 каналів. Потенціальна яма, яка утворювалася за допомогою електричного поля 450 В/см була достатньо глибока (~6000 K) і не мала потенціального бар'єру, який би міг виникати під дією сил зображення з боку підкладки. Це дозволяло створити однорідну одновимірну систему, з високою рухливістю носіїв, яка вигідно відрізняється від інших подібних низьковимірних структур.
Для дослідження одновимірної системи ми використовували одну з модифікацій методу, вперше запропонованого для вимірювання рухливості поверхневих електронів у роботі [4]. Він заснований на вимірюванні кондактансу експериментальної комірки який змінюється за рахунок зміни ємкісного зв’язку між електронами та поверхневими електродами. Цей метод дозволяє визначати низькочастотну рухливість поверхневих зарядів. Рефрижератор з відкачкою пару 3Не був використаний для одержання низьких температур, що дозволило проводити вимір в області температур 0. 4 – 2 К.
Далі, у даному розділі, наведені співвідношення, що використовувалися нами при розрахунку характеристик створеної системи. Вони визначають зв'язок вимірювального сигналу з такими параметрами системи як: рухливість і концентрація електронів у каналі, плазмова частота. Дані співвідношення були отримані з використанням рішення електродинамічної задачі про розповсюдження електричного поля в експериментальній комірці.
Третій розділ присвячений дослідженню кінетичних характеристик одновимірної електронної системи. Вивчення температурної залежності рухливості показало, що рухливість електронів у даному випадку істотно залежить від стану діелектричної підкладки. На Рис. 1 представлені дані отримані для серії експериментів. Вимірювання проводилось для лінійних концентрацій 5*103 – 2. 5*104 см-1, максимальна відстань між електронами у цьому випадку ~ 2*10-4см. Експериментальні дані (крива 1) отримані для свіжевиготовленої підкладки, коли її поверхня ще достатньо однорідна. Крива 1 добре збігається з теоретичним розрахунком рухливості в наближенні повного контролю, отриманим у [5]. Даний розрахунок проведений з урахуванням взаємодії електронів з атомами гелію в газі, поверхневими коливаннями (риплонами), а також електрон-електронних взаємодій у Q1D системі. У розрахунку не враховувався вплив на електронну рухливість неоднорідностей поверхні. Шорсткості підкладки, на
Фото Капча