WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Воздействие электрического поля на кинетические свойства материалов с неквадратичным энергетическим спектром

3

На правах рукописи

Марчук Эдуард Викторович

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА КИНЕТИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ С НЕКВАДРАТИЧНЫМ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРОМ

Специальность 01.04.04 – Физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Волгоград – 2008 4

Работа выполнена на кафедре “Общая физика” в Волгоградском государственном педагогическом университете.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук, профессор, Сергей Викторович Крючков.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор, Михаил Борисович Белоненко.

доктор химических наук, профессор, Аркадий Овсеевич Литинский.

Ведущая организация - Волгоградский государственный университет.

Защита состоится «30» октября 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.05 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_» 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Авдеюк О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы В последние годы все больше возрастает интерес к молекулярным полупроводникам. Особый интерес исследователей стали привлекать гибридные углеродные структуры, образованные из фуллеренов С60 и связывающих их линейных углеродных фрагментов карбинового типа, которые могут образовывать молекулярные полупроводники с очень узкими разрешенными зонами. Энергетический спектр носителей в молекулярных полупроводниках описывается приближением сильной связи и подобен спектру носителей в полупроводниковых сверхрешетках, которые на сегодняшний день являются базой микроэлектроники, что делает изучение молекулярных полупроводников очень привлекательным и приводит к необходимости теоретического анализа кинетики электронов в молекулярных кристаллах с узкими разрешенными зонами.




Кроме того, одним из наиболее интенсивно исследуемых материалов на сегодняшний день является графен, носители заряда в котором ведут себя как релятивистские частицы с нулевой эффективной массой. Линейный закон дисперсии квазичастиц в графене приводит к кардинальным отличиям их динамических характеристик от соответствующих характеристик частиц конечной массы. Подвижность носителей в графене на порядок выше, чем в кремнии, что может положительно сказаться на быстродействии микроэлектронных устройств на его основе. На сегодняшний день уже существует полевой транзистор на основе графена, электронная микросхема, квантовый интерференционный прибор, а также проектируется использование данного материала для создания терагерцового генератора.

Таким образом, широкие возможности практического применения графена и молекулярных кристаллов стимулируют теоретическое исследование влияния внешних электрических полей и электромагнитных волн на электронные свойства данных материалов.

Цель работы состояла в исследовании влияния сильного электрического поля на электронный транспорт в полупроводниках с узкой разрешенной зоной и изучении влияния электромагнитных волн на явления электронного переноса в графене. Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

1) вычисление тока в полупроводниках с узкой зоной проводимости с учетом ионизации примесей при низких температурах и анализ вольтамперной характеристики в квазиклассически сильных электрических полях;

2) вычисление тока и анализ вольт-амперной характеристики полупроводника с узкой зоной проводимости при межзонном пробое;

3) вычисление поперечной составляющей тока в графене в условиях влияния электромагнитных волн.

Научная новизна 1) В рамках квазиклассического подхода впервые получено выражение для тока в полупроводнике с узкой зоной проводимости с учетом ионизации примесей при низких температурах в модели, когда интеграл столкновений записывается в форме Фоккера-Планка, что позволяет более корректно учитывать процессы рассеяния электронов на акустических фононах в молекулярных полупроводниках, чем приближение постоянной частоты столкновений.

2) В рамках квазиклассического подхода исследована вольт-амперная характеристика полупроводника с узкой зоной проводимости при низких температурах с учетом ионизации примесей и межзонного пробоя.

3) В рамках квазиклассического подхода исследовано влияние электромагнитных волн на электронный транспорт в графене;

проанализирована зависимость плотности постоянной поперечной составляющей тока в графене от величины сдвига фаз между компонентами электромагнитной волны.

Научная и практическая ценность Установленные в исследовании закономерности электронного переноса позволяют пополнить сведения о методах исследования и характерных свойствах полупроводников с узкой разрешенной зоной и, в частности, молекулярных кристаллов. Результаты исследования могут быть применены для расчетов транспортных характеристик молекулярных материалов с примесями при низких температурах и с учетом межзонных переходов.





Эффект выпрямления поперечного тока, обнаруженный в графене может быть использован для определения сдвига фаз между двумя линейно поляризованными электромагнитными волнами, представляющими собой компоненты эллиптически поляризованной волны.

В качестве объектов исследования выбраны 1) молекулярные полупроводники с узкой зоной проводимости, подверженные воздействию сильных электрических полей при низких температурах, представляющие практический интерес в связи с созданием новых микроэлектронных приборов;

2) графен, подверженный влиянию электромагнитных волн и представляющий практический интерес для микроэлектроники (транзисторы, микросхемы, генераторы излучения и т.д.);

3) сильные электрические поля и электромагнитные волны, имеющие приложения в нелинейной оптике, оптоэлектронике и физике твердого тела.

Положения, выносимые на защиту полупроводников с узкой зоной проводимости процессов ионизации примесных центров в сильных электрических полях и межзонного пробоя на основе интеграла столкновений в форме Фоккера-Планка.

2) Метод определения зависимости вольт-амперной характеристики полупроводника с узкой зоной проводимости от температуры.

3) Методика определения воздействия эллиптически поляризованной электромагнитной волны, падающей нормально на поверхность графена, на эффект выпрямления высокочастотного тока.

Достоверность Достоверность полученных результатов и выводов обеспечивается последовательностью и логичностью действий; использованием в работе современных, хорошо апробированных методов компьютерного моделирования и теоретической физики: метода мнимого времени и кинетического уравнения Больцмана; строгим соблюдением пределов применимости используемых подходов, моделей и приближений;

непротиворечивостью выводов исследования основным физическим закономерностям, а также предельным переходом обобщающих результатов к ранее известным (частным) результатам.

Результаты исследований были представлены на следующих международных, всероссийских и региональных научных конференциях:

- XI Межвузовская конференция студентов и молодых ученых г.

Волгограда и Волгоградской области / Направление: “Физика и математика” / Волгоград, 2006;

- XII Межвузовская конференция студентов и молодых ученых г.

Волгограда и Волгоградской области / Направление: “Физика и математика” / Волгоград, 2007;

- Тринадцатая Всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых ученых (ВНКСФ-13) / Направление: “Физика полупроводников и диэлектриков” / Ростов на Дону - Таганрог, 2007;

фундаментальные и прикладные исследования, образование»/ направление:

Физика конденсированного состояния/ Владивосток, 2007;

моделирование систем» / Направление: “Моделирование физических процессов в конденсированных средах” / Воронеж, 2007;

- ХLVI Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» / Направление: физика, физика полупроводников и диэлектриков / Новосибирск, 2008;

– XVIII международное совещание “Радиационная физика твердого тела” / Направление: «радиационная физика неметаллических материалов» / Севастополь, 2008.

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ (из них 2 статьи в журналах РАН и 1 статья в журнале, входящем в список ВАК), список которых приведён в конце автореферата.

Структура и объем Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Общий объем составляет страниц, включая 20 рисунков и графиков. Список литературы содержит наименование цитируемых работ отечественных и зарубежных авторов.

Личный вклад диссертанта в работу Автором диссертации самостоятельно проведены аналитические вычисления тока в полупроводниках с узкой зоной проводимости с учетом ионизации примесей и межзонного пробоя в одной из модели, когда интеграл столкновений может быть записан в форме ФоккераПланка. Проведены численные расчеты и построены вольт-амперные характеристики исследуемых образцов при различных численных значениях параметров, в том числе и температуры. Также автором самостоятельно получено аналитическое выражение для плотности поперечной составляющей тока в графене, вызванного совместным влиянием эллиптически поляризованной электромагнитной волны и формулировка выводов и аппроксимация выражения для поперечного тока в графене проведены совместно с научным руководителем профессором С.В. Крючковым и доцентом Д.В. Завьяловым.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна, теоретическая и практическая ценность результатов исследования, сформулированы цель и задачи исследования, указаны положения, вносимые на защиту, а также приводится список всероссийских, региональных и международных конференций, на которых были апробированы результаты представленные в диссертации В первой главе дан литературный обзор исследований электрических и оптических явлений в молекулярных полупроводниках и графене, подробно описаны возможные области применения описанных структур, некоторые известные результаты и модели, используемые при решении поставленных задач, обоснована необходимость решения данных задач.

Во второй главе получено общее выражение для тока в полупроводнике с узкой зоной проводимости при низких температурах с r учетом ионизации и рекомбинации примесей в электрическом поле Е в модели, когда интеграл столкновений записывается в форме ФоккераПланка. Основным механизмом рассеяния считалось рассеяние на акустических фононах. Расчет проводился в случае одномерного движения носителей тока (фононный спектр при этом считался трехмерным).

Предполагалось, что выполнены условия:



Похожие работы:

«КОНОНОВ Николай Кириллович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ И ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ РЕНТГЕНОВСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ. 01.04.01 – приборы и методы экспериментальной физики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2006. Работа выполнена в лаборатории фотоядерных реакций Института ядерных исследований РАН. Научный руководитель : д.ф-м.н. В.Г. Недорезов, ИЯИ РАН. Официальные...»

«ЗАВЕРКИНА МАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РЕАКЦИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ СИНТЕЗЕ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ ТЕРМОЭЛАСТО ПЛАСТОВ НА ОСНОВЕ ОЛИГООКСЕТАНДИОЛОВ 02.00.06 - Высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Черноголовка – 2007 Работа выполнена в Институте проблем химической физики Российской Академии Наук Научный руководитель : кандидат химических наук Бадамшина Эльмира Рашатовна Официальные оппоненты : доктор...»

«Наталья Ивановна ОДИНА ФОТОАКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ТВЕРДЫХ ТЕЛ: ПОЛИ- И МОНОКРИСТАЛЛОВ Специальность 01.04.06-акустика Автореферат на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук М о с к в а – 2006 Работа выполнена на кафедре акустики физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Научный руководитель : доктор физико-математических наук,...»

«УДК 511 Рочев Игорь Петрович ОБ АРИФМЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ЗНАЧЕНИЙ НЕКОТОРЫХ АНАЛИТИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 01.01.06 – математическая логика, алгебра и теория чисел АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2011 Работа выполнена на кафедре теории чисел Механико-математического фа­ культета Московского государственного университета имени...»

«Беденко Сергей Владимирович ВКЛАД (,n)–РЕАКЦИИ В ИНТЕНСИВНОСТЬ НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОБЛУЧЁННОГО КЕРАМИЧЕСКОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА Специальность 01.04.01 – Приборы и методы экспериментальной физики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук ТОМСК 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский политехнический университет. профессор, доктор...»

«УДК 538.1 Цивлин Дмитрий Владимирович НАНОСТРУКТУРЫ КОБАЛЬТА НА ПОВЕРХНОСТИ МЕДИ ПО ДАННЫМ МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Специальность 01.04.07 – физика конденсированного состояния АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2003 Работа выполнена на кафедре физики твердого тела физического факультета Московского государственного...»

«УДК 537.533.2 ШЕРСТНЁВ ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ АВТОЭМИССИОННЫЕ СВОЙСТВА ОРИЕНТИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР 01.04.04 – физическая электроника Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный...»

«Борознин Сергей Владимирович БОРОСОДЕРЖАЩИЕ НАНОТУБУЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ: ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ Специальность 01.04.17 – Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Волгоград – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования Волгоградский государственный университет....»

«Чжан Е Методы решения линейных некорректных задач с априорной информацией и оценка погрешностей 01.01.03 Математическая физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2014 Работа выполнена на кафедре математики физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Научный доктор физико-математических наук, руководитель профессор Ягола Анатолий Григорьевич Официальные доктор...»

«Гусельникова Ольга Михайловна Об оптимальных вложениях обобщенных потенциалов типа Бесселя и типа Рисса 01.01.01 – вещественный, комплексный и функциональный анализ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва - 2011 Работа выполнена в Российском университете дружбы народов Научный руководитель : доктор физико-математических наук,...»

«Демин Вячеслав Александрович ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОСЕНСИБИЛИЗИРОВАННОЙ ГЕНЕРАЦИИ СИНГЛЕТНОГО КИСЛОРОДА В АНСАМБЛЯХ КРЕМНИЕВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ Специальность 01.04.10 Физика полупроводников АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2008 Работа выполнена на кафедре общей физики и молекулярной электроники физического факультета Московского...»

«Исаев Михаил Исмаилович АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ЗАДАЧАМ ПЕРЕЧИСЛЕНИЯ ГРАФОВ СО СПЕКТРАЛЬНЫМИ ОГРАНИЧЕНИЯМИ 01.01.09 Дискретная математика и математическая кибернетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва 2013 Работа выполнена на кафедре математических основ управления Московского физико-технического института (государственного университета) Научный руководитель : кандидат физико-математических наук Тарасов Сергей...»

«ЛАПИН ВИТАЛИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФРОНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ ТЕЧЕНИЯ В КАНАЛАХ И РЕКАХ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ СТОКЕ 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Ставрополь – 2005 Работа выполнена в Ставропольском государственном университете Научный руководитель : доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Каплан Лев Григорьевич...»

«Кольцов Дмитрий Анатольевич МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕОПРЕДЕЛЕННЫХ МОДЕЛЕЙ ЭКСПЕРИМЕНТА Специальность 05.13.18 Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Mосква 2006 г. Работа выполнена на кафедре компьютерных методов физики Физического факультета Московского Государственного...»

«Липенская Ирина Александровна ФОРМИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ БАКАЛАВРА (ПРОФИЛЬ НАЧАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ) Специальность 13.00.08 – теория и методика профессионального образования Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук Самара – 2014 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Поволжская государственная социально-гуманитарная академия. Научный...»

«Носова Оксана Владимировна АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАМИ ОСНОВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТРАХОВЫХ КОМПАНИЙ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в пищевой промышленности) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный...»

«КОНОВ ДМИТРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА НА РАСПЫЛЕНИЕ И СОСТАВ ПОВЕРХНОСТИ НИКЕЛЯ И ЕГО СПЛАВОВ Специальность 01.04.04. – физическая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2008 1 Работа выполнена на кафедре физической электроники физического факультета Московского Государственного Университета имени М.В.Ломоносова Научные руководители: кандидат физико-математических наук Шелякин Лев...»

«Скоробогатов Александр Михайлович ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛИМЕРОВ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ГАЗАМИ В ОБЛАСТИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ Специальность 02.00.04 – Физическая химия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Тверь - 2007 www.sp-department.ru Работа выполнена на кафедре теплофизики Тверского государственного технического университета Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор Твардовский...»

«ГРИГОРЬЕВ Тимофей Евгевньевич СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В ОБЪЕМЕ ГИДРОГЕЛЯ, ИНДУЦИОВАННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ С НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ АМФИФИЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ Специальность 02.00.06 высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва– 2008 www.sp-department.ru Работа выполнена на кафедре физики полимеров и кристаллов физического факультета Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова. Научный...»

«Клёнов Николай Викторович СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА, ОСНОВАННЫЕ НА НЕТРИВИАЛЬНЫХ ФАЗОВЫХ И АМПЛИТУДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ДЖОЗЕФСОНОВСКИХ СТРУКТУР Специальность 01.04.04 – физическая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2008 Работа выполнена на кафедре атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Научный руководитель : доктор физико-математических...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.