Введение к работе
Актуальность. Исследование систем пониженной размерности является перспективной и быстро развивающейся в последнее время частью физики конденсированных сред. Исследование таких систем имеет фундаментальное теоретическое и важное прикладное значение. Системы 'пониженной размерности, в частности, квантовые ямы и квантовые точки, а также сверхрешеткй, могут служить элементной базой наноэлектроники для создания информационных систем нового поколения; для оптоэлектронихн: на их основе создаются сверхмалые лазерные источники с вязким порогом по току. На основе ниэкораэмериых наноструктур возможно создание чувствительных магнитодетекторов, дозиметров, люминесцирующих экранов. С другой стороны, изучение подобных структур важно и с фундаментальной точки зрения, с точки зрения анализа интересных новых объектов, решения задачи многих тел. Квантовые точки - это искусственные атомы, а- системы квантовых точек могут рассматриваться как своего рода гигантские искусственные молекулы с контролируемо изменяемыми параметрами. Весьма важен учет взаимодействия между, носителями заряда - электронами в дырками. Важен также расчет экситонных состояний, играющих существенную роль в кинетических явлениях - яюмизесцеч-ции, поглощении света, генерации лазерного излучения, хемосорбцни, фотопроводимости, теплопроводности и т.д.. Поэтому решение поставленных в работе задач актуально.
Цель работы. Целью настоящей работы являлся расчет и анализ эволюции энергетических спектров отдельных квантовых точек и систем квантовых точек - "горизонтальних" и "вертвхальвых" "молекул", в зависимости от внешних параметров; исследование эффектов сильной электронной корреляция (в определенном смысле квантовой "кристаллизации") в электронных кластерах в квантовых точках в магнитных полях; исследование двумерных экситонов с пространственно-разделенными электронами и дырками в связанных, квантовых ямах и в связанных квантовых точках; изучение изменения характеристик квантовых точек в широком диапазоне полей; исследование задачи о пространственно-разделенных электроне и заряженной примеси в связанных квантовых ямах в магнитном поле.
Научная новизна. Детально прослежено изменение характера спектра двумерных экситонов с пространственно-разделенными электронами и дырками в связанных квантовых ямах с ростом эффективного магнитного поля (для всего диапазона магнитных полей от нуля до больших значений и широкого диапазона межслойных
расстояний и для любых значений магнитного импульсй.> вдоль ям). Прослежена эволюция спектра от водородоподобного (в эффективно слабых магнитных полях) к магнитному (в эффективно сильных магнитных полях). Проанализирована сильная корреляция ("кристаллизация") для электронного кластера в квантовых точках. Обнаружена возможность немонотонного влияния магнитного поля на установление ближнего "кристаллического" порядка в электронном кластере в квантовой точке (т.е. в ограниченной системе, в отличие от неограниченных систем) и вскрыты механизмы этого эффекта. Для квантовых точек я "молекул" квантовых точек прослежена эволюция спектров и определены контролирующие параметры задачи для широкого диапазона внешних параметров задачи - крутизны латерального удерживающего потенциала, магнитного поля, а также' расстояния между центрами квантовых точек ( для "молекул" из квантовых точек). Задачи решались из первых принципов в микроскопическом подходе.
Практическая ценность. Знания о свойствах систем пониженной размерности в определение их зависимостей от управляющих параметров - крутизны латерального удерживающего потенциала, межслойного расстояния, магнитных полей могут быть использованы для моделирования работы соответствующих элементов в нано-электроиике, в оптоэлектронике, для возможного создания магниточувствительных детекторов.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены в 8 докладах. на Российских и международных конференциях: Первой и Второй Международных Школах-Конференциях по физическим проблемам материаловедения полупроводников (PPMSS'95, PPMSS'97)(4epHOB4U,1995 и 1997 гг.); V и VI Международных Конференциях по физике и технологии тонких пленок (Ивано-Франковск, 1995 и 1997 гг.); Adriatico Researche Conference on STM-Based Litography and Atomic Electronics (Trieste,Italy, 1997); V Школе-Семинаре Молодых Ученых "Проблемы физики твердого тела и высоких давлений" (Туапсе, 1997 г.) ,
Основной материал диссертации опубликован в работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Диссертация изложена па /ЗД,страницах, содеожит 26 рисунков- и 'і приложение Список цитируемой литературы состоит ч/а-(И наименований.
