Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 509898)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Квантовый транспорт: от атома к транзистору (150,00 руб.)

0   0
Первый авторДатта С.
АвторыХомицкий Д. В., Демиховский В. Я.
ИздательствоМ.: Институт компьютерных исследований
Страниц532
ID301340
АннотацияКнига С. Дaттa, автора известных работ в области нанофизики и наноэлектроники, посвящена проблемам электронного транспорта в низкоразмерных полупроводниковых структурах. Последовательно рассматриваются различные квантовые системы, от атома водорода до нанотранзистора. Излагаются наиболее общие понятия и методы неравновесной статистической механики и кинетики, и при этом не предполагается первоначальное знакомство читателя с квантовой механикой. В книге приведено большое количество численных примеров, а также программ в пакете MATLAB для проведения расчетов квантовых состояний и транспорта в объемных полупроводниках и низкоразмерных структурах. Дополнения к данному изданию в форме видеолекций, посвященных ключевым результатам книги, содержатся на Интернет-сайте автора.
Кому рекомендовано Книга рассчитана на научных работников, инженеров, студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области физики конденсированного состояния и наноэлектроники.
ISBN978-5-93972-744-0
УДК530.145
ББК22.314
Датта, С. Квантовый транспорт: от атома к транзистору = Quantum Transport: Atom to Transistor [Электронный ресурс] / ред.: В.Я. Демиховский, пер.: Д.В. Хомицкий, С. Датта .— М. : Институт компьютерных исследований ; Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2009 .— 532 с. : ил. — Пер. с англ. - Библиогр.: с. 516-527 .— ISBN 978-5-93972-744-0 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/301340

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Датта Квантовый транспорт от атома к транзистору Перевод с английского к.ф.-м.н. <...> Базисные функции как инструмент численных методов . <...> . . . 447 Программы на языке MATLAB для построения иллюстраций . <...> При анализе различных кинетических процессов в нанообъектах, описываемых уравнением Шредингера и связанных контактами с макроскопическим резервуаром, автор использует метод неравновесных функций Грина. <...> В книге основные уравнения метода неравновесных функций Грина вводятся на базе сравнительно простых соображений, доступных широкому кругу научных работников и инженеров, занимающихся как решением фундаментальных проблем, так и разработкой приборов наноэлектроники. <...> Метод неравновесных функций Грина (НРФГ)–Ландауэра,разработанный группой Университета Пюрдью, представляет собой один из подходов к этой задаче. <...> Для более продвинутого читателя в книгу включено Приложение, в котором используется техника операторов вторичного квантования и приведен более строгий вывод, не требующий, однако, использования полного набора методов теории возмущений теории систем многих частиц. <...> Что касается собственно-энергетических функций, то здесь наше изложение не выходит за рамки самосогласованного борновского приближения. <...> Приложение, с другой стороны, предназначено более продвинутому читателю и посвящено описанию математического аппарата, на современном языке «вторичного квантования». <...> При этом в соответствующих местах делаются ссылки на метод коэффициентов пропускания: обсуждается формула Ландауэра и зонды Бюттикера. <...> Метод неравновесных функций Грина обычно излагается на весьма абстрактном языке теории систем многих частиц, однако в этой книге я попытался изложить его на языке, более доступном для широкой аудитории. <...> Некоторые другие используемые обозначения I ток (внешний) J V R G a t0 t ток (внутренний) напряжение сопротивление проводимость постоянная решетки h2/sm∗a2 время ¯ 6.626Ч10−34 Дж·сек 1.055Ч10−34 Дж·сек 9.11Ч10 <...>
Квантовый_транспорт_от_атома_к_транзистору.pdf
УДК 530.1 ББК 22.314 Д 209  Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту№08-02-07047. Датта С. Квантовый транспорт: от атома к транзистору. — М.–Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2009. — 532 с. Книга С. Датта, автора известных работ в области нанофизики и наноэлектроники, посвящена проблемам электронного транспорта в низкоразмерных полупроводниковых структурах. Последовательно рассматриваются различные квантовые системы, от атома водорода до нанотранзистора. Излагаются наиболее общие понятия и методы неравновесной статистической механики и кинетики, и при этом не предполагается первоначальное знакомство читателя с квантовой механикой. В книге приведено большое количество численных примеров, а также программ в пакете MATLAB для проведения расчетов квантовых состояний и транспорта в объемных полупроводниках и низкоразмерных структурах. Дополнения к данному изданию в форме видеолекций, посвященных ключевым результатам книги, содержатся на Интернет-сайте автора. Книга рассчитана на научных работников, инженеров, студентов старших курсов и аспирантов, специализирующихся в области физики конденсированного состояния и наноэлектроники. ISBN 978-5-93972-744-0 c ББК 22.314 S.Datta 2005 This work was originally published in English by Cambridge University Press under the title Quantum Transport: Atom to Transistor. This publication is in copyright. Subject to statutory exception and to the provisions of relevant collective licensing agreements, no reproduction of any part may take place without the written permission of Cambridge University Press. Перевод на русский язык: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009 c http://shop.rcd.ru http://ics.org.ru
Стр.4
Оглавление Предисловие редактора перевода .. ... .. ... .. .. ... .. 9 Предисловие автора к русскому изданию .. ... .. .. ... .. 11 Предисловие . ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 17 Благодарности ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 21 Список обозначений .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 22 ГЛАВА 1. * Пролог. Электрическое сопротивление (квантовый подход) .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 25 1.1. Диаграмма энергетических уровней ... .... ... .... 28 1.2. Как возникает электрический ток? .... .... ... .... 33 1.3. Квант кондактанса .. ... .... .... .... ... .... 38 1.4. Профиль распределения потенциала . . . .... ... .... 42 1.5. Кулоновская блокада . ... .... .... .... ... .... 47 1.6. Переход к законуОма ... .... .... .... ... .... 51 ГЛАВА 2. * Уравнение Шредингера . ... .. ... .. .. ... .. 67 2.1. Атом водорода .... ... .... .... .... ... .... 67 2.2. Метод конечных разностей .... .... .... ... .... 73 2.3. Примеры .... .... ... .... .... .... ... .... 76 2.3.1. Частица в потенциальной яме . . .... ... .... 77 2.3.2. Частица в трехмерной потенциальной яме . . .... 83 ГЛАВА 3. * Приближение самосогласованного поля .. .. ... .. 90 3.1. Метод самосогласованного поля (ССП) . .... ... .... 90 3.2. Связь с многоэлектронной картиной ... .... ... .... 96 3.3. Типы связи . . .... ... .... .... .... ... .... 106 3.3.1. Валентные электроны ... .... .... ... .... 106 3.3.2. Ионная связь . ... .... .... .... ... .... 106 3.3.3. Ковалентная связь . .... .... .... ... .... 110 3.4. Дополнение: многоэлектронная картина . .... ... .... 115
Стр.5
6  Оглавление ГЛАВА 4. Базисные функции . . . ... .. ... .. .. ... .. 127 *4.1. Базисные функции как инструмент численных методов . . . 128 *4.2. Базисные функции как методология ... .... ... .... 135 4.3. Равновесная матрица плотности . .... .... ... .... 142 4.4. Дополнение .. .... ... .... .... .... ... .... 147 4.4.1. Матрица плотности .... .... .... ... .... 147 4.4.2. Теория возмущений .... .... .... ... .... 149 ГЛАВА 5. Зонная структура .. .. ... .. ... .. .. ... .. 156 *5.1. Элементарные примеры .. .... .... .... ... .... 157 *5.2. Основной результат . ... .... .... .... ... .... 163 *5.3. Обычные полупроводники . .... .... .... ... .... 171 5.4. Влияние спин-орбитального взаимодействия . . . . . .... 176 5.5. Дополнение: уравнение Дирака .. .... .... ... .... 183 ГЛАВА 6. Подзоны .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 187 *6.1. Квантовые ямы, проволоки, точки и «нанотрубки» .. .... 188 *6.2. Плотность состояний . ... .... .... .... ... .... 199 *6.3. Минимальное сопротивление проволоки . .... ... .... 208 6.4. Скорость электрона в (под)зоне . . .... .... ... .... 214 ГЛАВА 7. Емкость . . . ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 220 *7.1. Модельный гамильтониан . .... .... .... ... .... 222 7.2. Электронная плотность. Матрица плотности . . ... .... 229 *7.3. Квантовая и электростатическая емкость .... ... .... 239 7.4. Дополнение: многозонный гамильтониан в приближении эффективной массы . . . . .... .... .... ... .... 246 ГЛАВА 8. * Уширение уровней .. .. ... .. ... .. .. ... .. 255 8.1. Открытые системы . . ... .... .... .... ... .... 258 8.2. Локальная плотность состояний . .... .... ... .... 265 8.3. Время жизни . .... ... .... .... .... ... .... 276 8.4. Что образует контакт (резервуар)? .... .... ... .... 284 ГЛАВА 9. Когерентный транспорт . ... .. ... .. .. ... .. 297 *9.1. Предварительный обзор . . .... .... .... ... .... 297 9.2. Матрица плотности . . ... .... .... .... ... .... 304 9.3. Входящий и исходящий токи ... .... .... ... .... 312 *9.4. Функция пропускания ... .... .... .... ... .... 315 *9.5. Примеры .... .... ... .... .... .... ... .... 325
Стр.6
Оглавление  7 9.5.1. Аналитический пример . . .... .... ... .... 325 9.5.2. Численный пример . .... .... .... ... .... 328 ГЛАВА 10. Некогерентный транспорт .. .. ... .. .. ... .. 339 10.1. Почемуатом излучает свет? .... .... .... ... .... 342 10.2. Примеры .... .... ... .... .... .... ... .... 352 10.2.1. Атомные переходы . .... .... .... ... .... 352 10.2.2. Межзонные переходы в полупроводниках ... .... 356 10.2.3. Внутризонные переходы в полупроводниках . .... 359 10.3. Входящий и выходящий токи ... .... .... ... .... 362 10.4. Дополнение: фононы . ... .... .... .... ... .... 367 ГЛАВА 11. От атома к транзистору ... .. ... .. .. ... .. 380 11.1. Уравнения квантового транспорта .... .... ... .... 381 *11.2. Закон Ома ... .... ... .... .... .... ... .... 387 11.2.1. Классический транспорт . .... .... ... .... 387 11.2.2. Когерентный транспорт (одна подзона) . ... .... 390 11.2.3. Когерентный транспорт (много подзон) . ... .... 391 11.2.4. Квантовый транспорт с дефазировкой . . ... .... 395 *11.3. Где происходит выделение тепла? .... .... ... .... 396 11.3.1. Эффект «Пельтье» . .... .... .... ... .... 398 *11.4. Где происходит падение напряжения? . . .... ... .... 400 ГЛАВА 12. Эпилог . . . ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 415 Приложение: формализм вторичного квантования .. .. ... .. 425 П.1. Корреляционные функции . .... .... .... ... .... 426 П.2. Неравновесная матрица плотности .... .... ... .... 432 П.3. Входящий и исходящий потоки .. .... .... ... .... 437 П.4. Электронный ток и неупругие процессы . .... ... .... 441 П.5. Кулоновская блокада и резонанс Кондо . .... ... .... 447 Программы на языке MATLAB для построения иллюстраций . . 455 Дополнительная литература .. .. ... .. ... .. .. ... .. 516 1. Пролог . .... .... ... .... .... .... ... .... 516 2. Уравнение Шредингера . . .... .... .... ... .... 517 3. Самосогласованное поле . . .... .... .... ... .... 518 4. Базисные функции .. ... .... .... .... ... .... 519 5. Зонная структура ... ... .... .... .... ... .... 519 6. Подзоны .... .... ... .... .... .... ... .... 520 7. Емкость .... .... ... .... .... .... ... .... 520
Стр.7
8  Оглавление 8. Уширение уровней . . ... .... .... .... ... .... 520 9. Когерентный транспорт .. .... .... .... ... .... 521 10. Некогерентный транспорт . .... .... .... ... .... 521 11. От атома к транзистору.. .... .... .... ... .... 522 12. Приложение: формализм вторичного квантования .. .... 522 Литература .. ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 524 Предметный указатель ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. 528
Стр.8