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Fisica delle nanostrutture a doppio strato

Informazioni tesi

  Autore: Andrea Donarini
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1999-00
  Università: Università degli Studi di Milano
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Ruggero Ferrari
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 118

Le nanostrutture a doppio strato sono sottili deposizioni alternate di semiconduttori diversi. Con questi dispositivi si possono generare gas di elettroni bidimensionali.
Molti fenomeni sono stati studiati utilizzando queste strutture: in particolare il Coulomb drag. Si tratta del trascinamento di elettroni dovuto al trasferimento di momento tra elettroni di un layer e quelli dell'altro.
La corrente in un layer può così causare una tensione sull'altro. Quando il campione di misura è inserito in un forte campo magnetico ortogonale i livelli energetici di ciascun layer sono quantizzati (livelli di Landau). Per particolari fattori di riempimento relativi dei due strati si può osservare una inversione di polarità nella tensione del layer "trascinato".
Dal punto di vista teorico si affronta il problema del calcolo della resistività di drag partendo dalla formula di Kubo e sviluppandola fino al primo ordine perturbativo non nullo nella interazione coulombiana (il secondo). Si tiene conto degli ordini superiori al secondo nel potenziale efficace calcolato in RPA. Si propone una spiegazione qualitativa del drag negativo che fa leva sulla presenza di una densità non nulla di buche in prossimità del potenziale chimico quando quest'ultimo è vicino al bordo superiore di una banda di Landau. Il tutto è dovuto a livelli di impurezza localizzati con energia compresa tra una banda e l'altra di Landau. Stiamo cercando di fare una trattazione quantitativa di questo modello per poter confrontare più direttamente i risultati sperimentali con le previsioni teoriche.

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Capitolo 1Introduzione1.1 Importanza dei sistemi a doppio stratoSembra esserci un ponte fra il mondo macroscopico descritto egregiamente dal si-stema di leggi chiamato sica classica e il mondo microscopico interpretato dalleleggi della meccanica quantistica: si tratta dei sistemi nanostrutturati. Da quandola tecnica ha permesso la realizzazione di strutture che avessero dimensioni carat-teristiche dell'ordine del nanometro si eapertounnuovo campo di ricerca: la sicamesoscopica. Uno dei primi e forse piu a ascinanti e etti scoperti e studiati intale ambito e l'e etto Hall quantistico (QHE) [1],[2].Un campo magnetico ortogonale ad un sistema bidimensionale in nito di elet-troni liberi e in grado di quantizzarne i livelli energetici [2] producendo una seriedi livelli equidistanziati invece del continuo delle particelle libere. Se il sistema,pur non essendo in nito, ha dimensioni grandi rispetto al supporto della funzioned'onda che rappresenta l'elettrone, la degenerazione di tali livelli (detti di Landau)e grandissima ed e nota la relazione che la lega il campo magnetico:g = BLxLy0 (1.1)dove 0 = hce (1.2)Disponendo gli elettroni sui vari livelli in accordo con il principio di esclusionedi Pauli si ottiene che, a partire da quello energeticamente piu favorito, solo un3

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Parole chiave

coulomb drag
elettroni
nanostrutture
semiconduttori
trasporto quantistico
nanostrutture a doppio strato
fisica teorica
campi quantizzati

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