Магистратура
2025/2026
Наноэлектроника
Статус:
Курс обязательный (Физика)
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Контактные часы:
40
Программа дисциплины
Аннотация
Курс посвящен изучению основ наноэлектроники и ван дер ваальсовых материалов
В курсе рассматриваются следующие разделы:
Низкоразмерные полупроводниковые структуры: квантовые ямы, проволоки и точки. Баллистическая проводимость одномерных каналов. Точечные контакты двух проводников. Мезоскопические флуктуации проводимости, эффект Ааронова-Бома, понятие о слабой локализации. Туннелирование и резонансно-туннельные структуры. Сканирующий туннельный микроскоп. Кулоновская блокада резонансного туннелирования. Целочисленный квантовый эффект Холла. Электрооптические свойства графена и других ван дер ваальсовых материалов. Ван дер ваальсовые гетероструктуры. Муаровая сверхрешетка
Цель освоения дисциплины
- • изучение физических законов, принципов работы и методик расчета наноразмерных приборов на основе полупроводниковых гетероструктур и новых материалов
Планируемые результаты обучения
- иметь представление о низкоразмерных электронных системах, ван дер ваальсовых материалах и основах современной теории электронных явлений в них. иметь представление о электронных и оптических свойствах ван дер ваальсовых материалов. понимать методы и подходы для описания мезоскопических интерференционных эффектов, туннелирования, резонансно-туннелирования, кулоновской блокады туннелирования. уметь использовать формализм Ландауэра-Бюттикера для расчета характеристик одномерных проводников
Содержание учебной дисциплины
- Введение. Низкоразмерные электронные системы в полупроводниковых гетероструктурах: квантовые ямы, квантовые проводоки, квантовые точки. Методы роста полупроводниковых структур. Спектр и плотность состояний в 2D, 1D и 0D электронных системах. Баллистическая проводимость одномерных каналов. Формализм Ландауэра–Бюттикера. Точечный контакт двух проводников. Сканирующий туннельный микроскоп.
- Туннельные явления в низкоразмерных структурах. Вероятность туннелирования под барьером. Метод матриц переноса. Резонансное туннелирование в структурах с двойным барьером и квантовой точками. Кулоновкая блокада туннелирования и одноэлектронный транзистор.
- Слабая и сильная локализация в низкоразмерных системах с беспорядком. Рассеяние назад в когерентных проводниках с беспорядком. Уравнение диффузии и его решение. Коэффициент и длина диффузии. Квантово-интерференционные поправки к проводимости систем с беспорядком. Подавление локализации магнитным полем.
- Графен и другие ван дер ваальсовы материалы. Графен, дихалькогениды переходных металлов. Решетка, электронный спектр, киральность, фаза Берри. Электронные и оптические свойства графена и дихалькогенидов переходных металлов. Влияние деформаций. Ван дер ваальсовые гетероструктуры. Муаровая сверхрешетка и ее релаксация.
Промежуточная аттестация
- 2025/2026 2nd moduleИтоговая оценка находится как сумма всех баллов за контрольные работы и зачеты плюс 2 балла.
