Детальная информация

Учебное пособие посвящено фундаментальным физическим основам наноэлектроники и последовательно раскрывает связь между квантово-механическим описанием электрона, зонной теорией твёрдого тела, размерным квантованием, плотностью состояний, статистикой Ферми–Дирака и моделью Ландауэра как современной основой описания транспорта в низкоразмерных каналах. В пособии рассмотрены волновая функция и уравнение Шрёдингера, простейшие квантовые задачи, формирование энергетических зон и подзон, поведение плотности состояний в системах различной размерности, а также баллистический, квазибаллистический и диффузионный режимы переноса. Издание ориентировано на формирование у студентов целостного представления о физических механизмах, определяющих свойства наноразмерных электронных структур и приборов.

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОДХОДА
• 2. БАЗОВЫЙ ФОРМАЛИЗМ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ.
• 2.1. Волновая функция
• 2.2. Уравнение Шрёдингера.
• 3. ПРОСТЕЙШИЕ КВАНТОВЫЕ ЗАДАЧИ (БАЗОВЫЕ МОДЕЛИ).
• 3.1. Свободная частица.
• 3.2. Частица в потенциальной яме с непроницаемыми стенками
• 3.3. Частица в потенциальной яме конечной глубины
• РАЗДЕЛ 4. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ ТВЁРДЫХ ТЕЛ
• 4.1. Постановка задачи об электроне в кристалле
• 4.2. Теорема Блоха и общий вид волновых функций в кристалле
• 4.3. Модель Кронига–Пенни как простейшая модель периодического потенциала
• 4.4. Диаграммы E(k) и зоны Бриллюэна
• 4.5. Волновой пакет и скорость электрона в кристалле
• 4.6. Эффективная масса
• 4.7. Заполнение энергетических зон и возникновение тока
• 4.8. Электроны и дырки как носители заряда
• 4.9. Подзоны в низкоразмерных структурах
• 5. ПЛОТНОСТЬ СОСТОЯНИЙ И РАВНОВЕСНОЕ ЗАПОЛНЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ
• 5.1 Понятие плотности состояний
• 5.2. Плотность состояний в трёхмерном случае
• 5.3. Плотность состояний в двумерных и одномерных структурах
• 5.4. Распределение Ферми–Дирака и переход к модели Ландауэра
• 6. МОДЕЛЬ ЛАНДАУЭРА И ТРАНСПОРТ ОТ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО К ДИФФУЗИОННОМУ
• 6.1. Физическая постановка модели Ландауэра
• 6.2. Заселение состояний канала и выражение для тока
• 6.3. Связь с равновесием и линейный отклик
• 6.4. Число мод проводимости
• 6.5. Коэффициент передачи и переход от баллистического к диффузионному режиму
• 6.6. Баллистическая проводимость и квант проводимости
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• ЛИТЕРАТУРА