Реєстраційний номер
0220U100046,
0117U001151
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Квантова теорія електронного тунелювання крізь анізотропні резонансно-тунельні наноструктури квантових каскадних детекторів ближнього інфрачервоного діапазону
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Ткач Микола Васильович, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
08-01-2020
Організація виконавець
Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича
Опис етапу
Побудовано послідовну квантову теорію фотон-фонон-супровідного тунелювання електронів крізь багатошарові плоскі резонансно-тунельні наноструктури, як основні елементи квантових каскадних детекторів ближнього інфрачервоного діапазону.
Для цього розвинена загальна теорія всіх гілок фононного спектра у наносистемах з довільною кількістю анізотропних наношарів. Показано, що складний фононний спектр багатошарової наноструктури є суперпозицією спектрів окремих підсистем. Пояснено раніше незрозумілі причини виникнення петлеподібних дисперсійних кривих напівобмежених фононів. Показано, що причиною цього є попарне злиття фононних гілок з протилежними дисперсіями.
У моделі просторово-залежних потенціального рельєфу і ефективної маси електрона у приграничних шарах між квантовою ямою та бар’єрами наносистеми розвинено теорію та досліджено вплив приграничних шарів на енергетичний спектр та тунелювання електронів крізь наносистеми, як активні елементи каскадних наноприладів.
Вперше знайдено узагальнення діаграмної техніки Фейнмана-Пайнса, яке ефективно перенормовує масовий оператор системи багаторівневої квазічастинки багатофононними процесами. Показано, що перенормований спектр системи містить головні та сателітні рівні у резонансних областях і квазіеквідистантні смуги сателітних рівнів у нерезонансних областях. Розвинена теорія створює основу математичного апарату для адекватного розрахунку енергетичних спектрів багатозонних квазічастинок, взаємодіючих з фононами у наногетеросистемах, як екстракторах квантових каскадних детекторів ближнього інфрачервоного діапазону з обірваною фононною драбинкою.
Опис продукції
На основі модифікованої діаграмної техніки Фейнмана-Пайнса у методі функцій Гріна закладено основи теорії взаємодії квазічастинок з поляризаційними фононами з урахуванням багатофононних процесів, яка виявила у спектрі системи складні сателітні комплекси рівнів. Розглядаючи таку систему як модель електрон-фононної взаємодії у складових елементах сучасних наноприладів можна вважати, що виявлені смуги і комплекси сателітних рівнів є суттєвим фізичним фактором впливу на їх функціонування. Зокрема, вони можуть доповнювати відсутні щаблі як обірваних, так і недосконалих енергетичних фононних драбинок у екстракторах квантових каскадних детекторів інфрачервоного діапазону. Розвинена теорія створює основу математичного апарату для адекватного розрахунку енергетичних спектрів багатозонних квазічастинок, взаємодіючих з фононами у наногетеросистемах, як активних елементах наноприладів,, з метою оптимізації їх робочих параметрів.
Автори роботи
Іваночко Михайло Миколайович
Бойко Ігор Володимирович
Войцехівська Оксана Миколаївна
Крамар Валерій Маскимович
Маханець Олександр Михайлович
Питюк Олеся Юріївна
Сеті Юлія Олександрівна
Яхневич Марія Ярославівна
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
