Магнитные осцилляции оптических и транспортных характеристик квантовых точек и колец

Ковалёв, Вадим Михайлович

Магнитные осцилляции оптических и транспортных характеристик квантовых точек и колец тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Ковалёв, Вадим Михайлович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Новосибирск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2007 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.10 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Магнитные осцилляции оптических и транспортных характеристик квантовых точек и колец»

Автореферат диссертации на тему "Магнитные осцилляции оптических и транспортных характеристик квантовых точек и колец"

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

003056361

На правах рукописи

Ковалёв Вадим Михайлович

МАГНИТНЫЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАНТОВЫХ ТОЧЕК И КОЛЕЦ

Специальность 01.04.10 (Физика полупроводников)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск - 2007

003056361

Работа выполнена в Институте физики полупроводников СО РАН

Научный руководитель:

член-корреспондент РАН Чаплик Александр Владимирович.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Кибис Олег Васильевич доктор физико-математических наук Журавлёв Константин Сергеевич

Ведущая организация:

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН.

Защита состоится "27 " февраля 2007 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета К 003.037.01 при Институте физики полупроводников СО РАН по адресу: 630090 Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН.

Автореферат разослан "15 " января 2007 г. Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное развитие технологии позволило существенно продвинуться на пути уменьшения размеров полупроводниковых приборов. При уменьшении размеров используемых полупроводниковых структур на первый план выходят явления, обусловленные квантовым поведением носителей заряда в них. После создания нульмерных полупроводниковых систем таких, как квантовые точки, оказалось, что они обладают настолько богатым спектром свойств, что незамедлительно появились предложения по применению их в полупроводниковом приборостроении, особенно в различных приборах оптоэлектроники Интерес к изучению оптических и транспортных свойств таг ких систем с каждым годом увеличивается и в настоящее время далёк от насыщения.

Цель представленной диссертационной работы заключается в теоретическом изучении некоторых оптических и транспортных явлений в наноструктурах с квантовыми точками и кольцами. В работе исследованы:

1. Свойства экситонов в квантовых точках второго типа и в квантовых кольцах, в том числе в магнитном поле, поляронные перенормировки спектров носителей заряда в квантовых кольцах и выяснена их роль в спектрах поглощения и испускания света;

2. Сильно коррелированные состояния двух электронов в квантовых кольцах при нестационарном внешнем воздействии;

3. Резонансный туннельный транспорт электронов в квантовых кольцах и двойных квантовых точках во внешнем магнитном поле;

4. Выяснена роль примесей в спин-поляризованном резонансном туннельном токе в системах с квантовыми кольцами.

Положения, выносимые на защиту:

1. Смена углового момента экситона в основном состоянии в квантовой точке типа II при изменении магнитного поля приводит к тушению экситонной люминесценции.

2. Коэффициент поглощения поверхностной акустической волны электронами, локализованными в квантовых кольцах, испытывает осцилляции при изменении магнитного потока через кольцо.

3. Поляронные поправки к спектрам электрона, дырки и экситона в квантовом кольце конечной ширины испытывают осцилляции Ааронова-Вома как функция магнитного потока. Как следствие, интенсивности фононных повторений и стоксова сдвига спектров межзонного поглощения и испускания света имеют аналогичный осциллирующий характер. Зависимость радиального движения частиц от магнитного поля приводит к немонотонности осцилляций. Показано, что существенных осцилляций поляронных поправок следует ожидать для радиально поляризованного экситона.

4. Туннельный ток через резонансные состояния квантового кольца, находящегося в барьере туннельной структуры, испытывает осцилляции Ааронова-Бома, в общем случае не являющиеся ни монохроматическими, ни строго периодическими.

5. Вследствие сдвига фаз в осцилляциях парциальных токов через симметричные и антисимметричные состояния в системе с двойной квантовой точкой аарон-бомовские осцилляции полного тока могут исчезать в отличие от систем с квантовыми кольцами.

6. Кондактанс квантового кольца в магнитном поле со спин-орбитальным взаимодействием при наличии одиночной короткодействующей примеси (бесспиновой или парамагнитной) обладает сложной резонансной структурой как функция химического потенциала и магнитного поля. Полный кондактанс является чётной функцией магнитного поля. Кондактанс кольца (как полный, так и парциальные составляющие) не изменяется при смене знака постоянной спин-орбитального взаимодействия.

Научная новизна работы. Все основные результаты и выводы диссертации являются оригинальными.

1. Рассмотрено поведение экситона, локализованного вблизи квантовой точки второго типа в магнитном поле. Показано, что при изменении магнитного поля, приложенного к системе, возможно подавление вероятности межзонной рекомбинации экситона, что приводит к тушению люминесценции;

2. Теоретически изучено поведение сильнокоррелированного состояния двух электронов - вигнеровской молекулы - в квантовом кольце в магнитном поле и вычислен коэффициент поглощения поверхностной акустической волны вигиеровской молекулой;

3. Теоретически рассчитаны поправки к спектру электрона, дырки и экситона за счёт . взаимодействия с оптическими фононами (поляронные состояния). Изучено влияние

поляронных перенормировок спектра экситона на спектры поглощения и испускания света в квантовом кольце;

4. Рассчитан туннельный ток через однобарьерную туннельную структуру, в барьере которой встроено квантовое кольцо. Показано, что туннельный ток в общем случае однородного магнитного поля испытывает осцилляции Ааронова-Бома, не являющиеся ни монохроматическими, ни строго периодическими;

5. Теоретически изучено влияние типа связи в двойной квантовой точке на туннельные токи. Изучены особенности аарон-бомовских осцилляций туннельных токов в структуре с двойной квантовой точкой.

6. Рассчитан кондактанс спин-поляризованных токов через квантовое кольцо с учётом электрон-примесных столкновений. Рассмотрены случаи бесспиновой и парамагнитной примесей.

Научная и практическая ценность работы.

1. Теоретически предсказан эффект тушения люминесценции экситонов, локализованных вблизи квантовых точек второго типа в магнитном поле. Относительно недавно указанный эффект был обнаружен экспериментально;

2. Теоретически рассчитанные поляронные поправки к спектрам носителей заряда могут использоваться для объяснения оптических экспериментов в системах с квантовыми кольцами;

3. Теоретически показано, каким образом в экспериментах по туннелированию электронов в двойных квантовых точках можно контролируемо управлять интерференцией электронных волн;

4. Результаты теоретических расчетов кондактанса квантового кольца при наличии примеси могут быть полезными при постановке и объяснении экспериментов по спин-зависимому транспорту электронов в низкоразмерных системах.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных семинарах лаборатории теоретической физики ИФП СО РАН, на IV и V Всероссийской конференции по физике полупроводников (Новосибирск, 1999, Н.Новгород, 2001); на совещании "Нанофотоника" (Н.Новгород, 2002); на III и У1 Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (С. Петербург, 2001, 2004).

Публикации. По результатам исследований, составляющих содержание диссертации, опубликовано 6 научных работ и 5 трудов и тезисов конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шести глав, заключения и списка цитируемой литературы. Отдельный параграф в конце каждой главы посвящен результатам и выводам. Объём диссертации составляет .123 страницы и включает 32 рисунка и список литературы из 72 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулирована цель работы, указана ее научная новизна, изложены основные положения, выносимые на защиту. Приведён обзор литературы к каждой главе.

В первой главе изучается люминесценция экситона, локализованного вблизи квантовой точки (КТ) второго типа Экспериментально, непрямые в пространстве экситоны, локализованные вблизи КТ второго типа, наблюдались в спектрах люминесценции [1, 2] Зонная структура квантовой точки типа II такова, что для электронов в зоне проводимости существует барьер, в то время как для дырки квантовая точка представляет собой квантовую яму. Образование экситона в такой системе происходит за счёт кулоновского притяжения электрона к дырке В §1 представлен расчёт энергетического спектра экситона в однородном магнитном поле, основанный на численном решении уравнения Шрёдингера. Основное состояние такого экситона имеет'пересекающиеся ветви как показано на рис 1.

Видно, что при изменении магнитного поля полный угловой момент экситона Ь = 1е + в основном состоянии последовательно принимает значения Ь = 4 = 0, — 1, —2, ... (Вследствие сильного квантования угловой момент дырки ¿¡1 при изменении магнитного поля практически всегда равен нулю — 0). Хорошо известно, что оптически активным состоянием экситона является состояние с Ь = 0. В §2 показано, что изменение углового

момента с Ь = 0 на Ь = — 1 при значении магнитного поля, указанном стрелкой на рис 1, может приводить к тушению экситонной люминесценции вследствие обращения в ноль матричного элемента, описывающего вероятность испускания экситоном фотона. Указанные эффекты осцилляцнй основного состояния экснтона и тушения люминесценции при изменении магнитного поля недавно наблюдались в экспериментах [3, 4].

В §3 представлены выводы к главе 1. Во второй главе изучается поглощение поверхностной акустической волны (ПАВ) электронами, локализованными в одномерном квантовом кольце. Изучаемая структура представляет собой подложку (СаАв), на поверхности которой расположены квантовые кольца (1пАб). Взаимодействие электронов с. ПАВ осуществляется за счёт пьезоэлектрического поля, индуцированного ПАВ. Рассматриваются две ситуации. В первом случае в квантовом кольце находится один электрон В §1 рассчитан коэффициент поглощения ПАВ в однородном магнитном поле для этого случая. Отметим, что длина волны пьезоэлектрического поля не обязательно много больше размера кольца, поэтому расчёт проводится с учетом координатной зависимости пьезоэлектрического поля. В §2 рассмотрено поглощение ПАВ квантовым кольцом в магнитном поле, в котором находятся два сильновзаимодействующих электрона. Одноэлектронный (§1) и двухэлектронный (§2) случаи качественно отличаются В первом существует отличный от нуля иедиагональный матричный элемент дипольного момента и электронные переходы возможны даже в пределе однородного поля. В двух- и многоэлектронном случае при сильном кулоновском взаимодействии электроны образуют кольцевую вигнеровскую молекулу, дипольный момент которой строго равен нулю вследствие симметрии. Поглощение при Этом осуществляется за счёт переходов высшей мультипольности. Учёт принципа Паули приводит к корреляциям между угловым моментом центра масс и полным спином системы двух электронов, что, естественно, проявляется в магнитополевой зависимости коэффициента поглощения

Рис 1 Зависимость уровней энергии экситона от магнитного поля.

ПАВ. Наконец, учёт относительного движения частиц (колебания вигнеровской молекулы) дополнительно усложняет картину поглощения, хотя, разумеется, периодичность по

На рис.2 представлены характерные зависимости для коэффициента поглощения как функция магнитного поля для од-ноэлектронного (рис. 2а) и двухэлектрон-ного (рис. 26) случая. Обозначения на рисунке си0 — Н/(4т'а2), Ф0 = hc/e , где т'-эффективная масса электрона и а - радиус кольца. Характерное значение величины поглощения, указанной на рисунке Г0 — 2.4* 10~3сш-1. Буквой S обозначено значение полного спина пары электронов.

В §3 представлены выводы главы 2. В третьей главе исследуются поля-ронные поправки к спектрам электрона, дырки и экситона в квантовом кольце конечной Рис. 2. Коэффициент поглощения ПАВ как ширины в магнитном поле. В ряде работ функция магнитного потока для а) одного и Ь) было показано, что в низкоразмерных си-даух взаимодействующих электронов. стемах существенный интерес могут пред-

ставлять поляронные эффекты, обусловленные оптическими фононами [5, б, 7]. Для расчёта поляронных поправок в квантовых кольцах, требуется знать волновые функции частиц. Поэтому §1 посвящен расчёту спектра и волновых функций электрона (дырки) в квантовом кольце в однородном магнитном поле Для моделирования кольца конечной ширины используется потенциал следующего вида:

V(r)=ai/r2 + a2r\ (1)

где г - радиус-вектор в полярной системе координат. Постоянные a\,ai можно связать с (экспериментально определяемыми) радиусом и латеральной частотой кольца: Гд = ai/a2; u/q — 8аз/т*, где радиус кольца r<¡ определяется как V(ro) = min[V(r)]. Потенциал указанного вида допускает точное решение уравнения Шрёдиягера для электрона (дырки)

магнитному потоку сохраняется.

в однородном магнитном поле. В §2 на основе теории возмущений Рзлея-ЛГрёдингера и Вигнера-Бриялюэна рассчитаны поправки к спектрам электрона и дырки, обусловленные слабым электрон-фононным и дырочно-фононным взаимодействием (полярон слабой связи).

На рис.3 представлены зависимости полярон-ных поправок к спектру электрона как функция магнитного поля (циклотронной частоты ис) для трёх различных значений углового момента электрона. Как видно из рис.3, кроме осцилляторной составляющей (аарон-бомовские осцилляции) существует монотонная составляющая, происхождение которой связано с магнитопояевой зависимостью радиальных волновых функций электрона. В §3 рассматриваются поляронные поправки к электрон-дырочному комплексу в квантовом кольце и их роль в спектрах поглощения и испускания света экситоном. Рассмотрены два предельных случая. При достаточно малых радиусах колец, т.е. когда го < а"в, где а*в - эффективный боровский радиус экситона в материале кольца, кулоновским взаимодействием можно пренебречь. В этом случае динамика электрона и дырки независима, уравнение Шрёдиигера распадается на два уравнения, для электрона и дырки, решение которых рассматривается в §1. В противоположном случае Го 3> а*в требуется учёт влияния кулоновского потенциала- на динамику частиц, поэтому получить точный аналитический результат не удается. Этот случай разобран на качественном уровне с использованием адиабатического приближения для радиального движения частиц. Показано, что при го 2> а% заметных осцилляций поляронных поправок следует ожидать только для радиально поляризованного экситона, т.е. когда г| ф

При учете поляронных эффектов межзонный переход сопровождается стоксовым сдвигом частоты межзонного перехода и наличием фононных повторений. Величина сток-сова сдвига и интенсивность фононных повторений определяются значением поляронной поправки к спектру экситона 6Вех [7]. В §3 показано, что величина 5Еа имеет осцилли-

Рис. 3. Поляронные поправки к спектру электрона в зависимости от магнитного поля.

рующее поведение как функция магнитного поля. Как следствие, как етоксов сдвиг, так и ннтеасшшость фогюнных повторений испытывают характерные айрон-бомовскяе осцилляции

В §4 представлены основные выводы третьей главы,

В четвёртой главе изучается транспорт электронен через туннельную структуру, в' барьер которой встроено квантовое кольцо в магнитном поле. Предполагается, что ширина запрещённой зоны материала кольца меньше, чем материала барьера.

Таким образом, в квантовом кольце существуют (киази) локализованные состояния электронов, ток через которые носит резонансный характер. Схематически изучаемая структура изображена на рис.4. В первом параграфе данной главы построены волновые функции и соответствующий спектр квазн-Яокализованных состояний в квантовом кольце. Потенциал квантового кольца в полярной системе координат выбирается в виде: Рис. 4. Схематическое изображение

Щг) = -[/„¿(г- а)и(г _ гЛ (2)

туннельной структуры со встроенным '

а барьер квантовым кольцом. Здесь щ > а ищ_ . безразмерная всюду

положительная функция, имеющая острый максимум при г — га. Координата го определяет положение плоскости кольца внутри барьера, г - направление течения тока. Магнитное поле рассматривалось с двух точек зрения. В §2 рассчитывался туннельный ток через систему и предполагалось, что в направлении г через центр кольца проходит тонкий соленоид, несущий магнитный поток Ф. Расчёт туннельного тока через систему в сильном однородном магнитном поле представлен в §3. Под "сильным" понималось такое значение магнитное поля, при котором происходило квантование состояний электронного спектра в 30 контактах туннельной системы. Результаты расчета туннельного тока для обеих ситуаций представлен на рис,5. В обоих случаях имеются характерные аарон-бомовскис осцилляции проводимости системы. Убывание проводимости на рис.5 в случае однородною поля объясняется тем, что при фиксированной полной энергии ту ннелиру ющего электрона его "продольная" энергия {непрерывная часть спектра) уменьшается с ростом поля. Поэтому увеличивается энергетическое расстояние до вершины барьера и убывает длина затухания

Рис. 5. Зависимость туннельного тока от магнитного потока для модели соленоида (слева) и сильного однородного магнитного поля (справа)

волновой функции в направлении г. В результате уменьшается интеграл перекрытия между состояниями электронов в контакте и кольце и, следовательно, проводимость системы. В §4 представлены основные выводы четвёртой главы.

В пятой главе рассматривается туннелнро-вание электронов через двойную квантовую точку (ДКТ). Схематически изучаемая система представлена на рис. 6 Между двумя контактами (заштриховано на рисунке) расположена ДКТ (квантовые точки, составляющие ДКТ, имеют разные размеры в направлении "X") В том же направлении "X" приложено электрическое поле Ех, назначение которого объяснено ниже. Для изучения интерференционных эффектов псрпспдикулярно плоскости системы приложено магнитное поле. Электронные свойства

Рис 6 Схематическое изображение туннельной структуры с ДКТ

-1-1-1---1

MOO SOOO 10000

Electric Field (V/cm)

Рис. 7. Зависимость туннельного тока от напряжения на контактах (слева) н от электрического поля приложенного к ДКТ (справа).

ДКТ существенно зависят от типа связи между ними [8]. Принято различать два типа связи в ДКТ ионная связь и ковалентная связь. Эти названия заимствованы из теории химической связи молекул, поскольку ДКТ можно рассматривать как своеобразную искусственную двухатомную молекулу.

Ионный тип связи наблюдается в ДКТ, когда туннельный барьер между точками достаточно велик для подавления эффектов туннелирования. В этом случае каждый электрон фактически локализован в своей КТ и взаимодействие между ними имеет в основном электростатическую природу. Ковалентный тип связи наблюдается при малых величинах барьеров, когда процесс туннелирования между точками преобладает. В этом случае согласно квантовой механике одноэлектронные состояния образуют симметричные и антисимметричные комбинации. Электронная плотность в этой ситуации охватывает обе КТ. Важным условием образования ковалентного типа связи является возможность многократного туннелирования электрона между КТ без потери когерентности электронных волн. Для того чтобы контролировать тип связи электронов в ДКТ, к системе приложено электрическое поле Ех поперёк направления течения тока. В §1 настоящей главы путем численного решения уравнения Шрёдингера показано, что изменяя Ех можно контролировать распределение электронной плотности в ДКТ, а значит и тип связи. В §2 рассчитан туннельный ток через систему. На рис.7 представлены результаты расчёта туннельного тока как функции приложенного напряжения на контактах V (слева) и поля Ех, при заданном значении V (справа). Туннельный ток, в зависимости от приложенного

напряжения на контактах V, является ступенчатой функцией, отражающей последоваг тельный вклад в ток от симметричного и антисимметричного состояний. Что же касается зависимости от Ех, то как видно из рис.7, на зависимости туннельного тока от Ех имеется минимум,наличие которого можно объяснить следующим образом. Вследствие несимметричных размеров квантовых точек оба состояния дают вклад в ток. При увеличении Ех, когда оно полностью компенсирует асимметрию ДКТ волновая функция антисимметричного состояния становится нечётной по координате "X". Не сложно показать, что вклад в ток антисимметричного состояния в этом случае, (при нулевом магнитном потоке) равен нулю, что приводит к резкому падению тока.

Магнитополевая зависимость туннельного тока (когда проводят оба состояния) представлена на рис.8. Видно, что парциальные туннельные токи осциллируют при изменении магнитного поля. Однако в отличие от системы с квантовыми кольцами, эти осцилляции сдвинуты друг относительно друга на 1г/2 и в суммарном токе осцилляции подавляются. Если изменить напряжение на контактах так, чтобы только один уровень был проводящим (наг пример, антисимметричный), то полный ток определяется вкладом только одного уровня и, естественно, осциллирует с магнитным полем. В §3 представлены выводы к пятой главе.

ТТТр.р.тйя глядя посвящена расчету кондактанса одномерного квантового кольца с учетом спин-орбитального взаимодействия (СОВ) при наличии в кольце рассеивающего центра - одиночной короткодействующей примеси. Потенциал короткодействующей примеси моделируется дельта-функцией Дирака. Оператор СОВ записан в виде, предложенном Бычковым и Рашба. Рассматриваются два вида примеси - бесспиновая и парамагнитная, имеющая полуцелый спин. В §1 излагается метод расчёта, использующий функции Грина электрона в квантовом кольце, через которые выражается кондактанс системы [9,10]. В этом же параграфе построена функция Грияа электрона в кольце с учётом СОВ и вычислен кондактанс баллистического (без примеси) кольца с учётом СОВ. В §2 вычисля-

Рис. 8. Зависимость туннельного тока через ДКТ от магнитного потока.

Рис 9 Кондактанс квантового кольца для бесспиновой д(ц, ф) и парамагнитной дм(ц, Ф) примеси как функция химического потенциала при нулевом магнитном потоке, а) без СОВ, б) при наличии СОВ. Значения химического потенциала даны в единицах вращательного кванта В = Ь?/2т*а2 Значение постоянной спин-орбитального взаимодействия указано на рисунке

ется функция Грина электрона в кольце и кондактанс с учетом примеси. Поскольку примесь моделируется дельта-функцией, удается получить точные аналитические выражения для матричной функции Грина электрона и для кондактанса с учетом как СОВ так и двух видов примеси §3 посвящен обсуждению полученных выражений На рис.9 представлена зависимость кондактанса квантового кольца как функция химического потенциала контактов (им определяется заселенность уровней в кольце) при нулевом магнитном потоке. Зависимость носит резонансный характер. Положение резонанса соответствует Значению уровня энергии электрона в кольце, а высота - кратности вырождения

Включение СОВ приводит к расщеплению некоторых состояний (указано стрелками на рисунке) Детальный анализ расщепления различных состояний приведён в диссертации. В этом же параграфе (§3) обсуждается симметрийвые свойства кондактанса по отношению к изменению знака магнитного поля и постоянной СОВ Полный кондактанс для бесспиновой д и парамагнитной дм примесей является чётной функцией магнитного потока, как показано на рис. 10 Однако построение соответствующих графиков (мы не приводим) показывает, что парциальные вклады для бесспиновой примеси и магнитной примеси <?]}{,<$ в общем случае не обладают такой чётностью. При наличии в кольце примеси (без СОВ) имеют место соотношения для бесспиновой примеси

И).5

а=3.2*10'"егд*ст

1,50-, £

1,25- О О С

I Г ' I-'-1---1-■-г

Рис. 10. Кондактанс квантового кольца для бесспиновой и парамагнитной примеси как функция магнитного потока сквозь кольцо при заданном значении химического потенциала. Значения химического потенциала и постоянной спин-орбитального взаимодействия указаны на рисунке.

01 (Ф) = <?т(ф). Для парамагнитной примеси д$(Ф) = 9]ц(Ф) и д$(Ф) = где, однако,

= (Ф). Для парамагнитной примеси первые два равенства очевидны вследствие вырождения состояний (в отсутствие СОВ и зееманйвских членов). Третье неравенство связано с учётом спин-флип процессов в на парамагнитной примеси. При изменении знака потока имеем равенства: рт(Ф) = дт(-Ф) , д$(Ф) = д^(-Ф) и £$(Ф) = 5$(-Ф).

При наличии СОВ <?Т(Ф) ф 91(Ф), ф ($(Ф) и <$(Ф) ф вследствие

расщепления электронных состояний (Т, причём каждая из приведённых функций не обладает определенной чётностью по Ф. Однако из анализа графиков следует, что суммы 5^(Ф) + р||(Ф) и 5^(Ф) + р^(Ф) будут чётными функциями Ф и, более того, выполняются следующие условия симметрии: р$(Ф) = <$(—Ф) и <$(Ф) = (—Ф) (инвариантность по отношению к изменению знака времени). Разумеется, это заключение справедливо для бесспиновой примеси и в случае чисто баллистического кольца. Что касается изменения знака СОВ, то все вышеприведенные зависимости остаются в силе при изменении знака постоянной СОВ (изменения направления нормали к плоскости кольца). Для кольца без примесей и при наличии бесспиновой примеси это следует из анализа полученных выраже-

ний для функций Грина, а при наличии парамагнитной примеси, аналогичное заключение можно сделать из анализа соответствующих графиков. В §4 представлены выводы к шестой главе.

В заключении кратко сформулированы основные результаты, полученные в работе-

1. Рассчитан спектр экситона, локализованного в квантовой точке второго типа в магнитном поле. Показано, что смена углового момента такого экситона в основном состоянии может приводить к тушению люминесценции. Предсказанный эффект недавно наблюдался экспериментально.

2. Вычислен коэффициент поглощения поверхностной акустической волны ансамблем квантовых колец в магнитном поле. Показано, что при наличии в кольце одного электрона, поглощение ПАВ возможно и в дипсшьном приближении. При заполнении кольца двумя электронами, вследствие кулоновского взаимодействия дипольный момент равен нулю, и поглощение осуществляется за счёт мультипольных переходов, причём правила отбора существенно определяются полным спином пары электронов

3. Найдены поляронные поправки к спектрам электрона, дырки и экситона в квантовом кольце конечной ширины в однородном магнитном поле. Показано, что поляронные эффекты приводят к осцилляциям стоксова сдвига и интенсивности фононных повторений в спектрах испускания и поглощения света в квантовом кольце при изменении магнитного поля.

4. Изучены осцилляции Ааронова-Бома резонансного туннельного тока через гетеро-структуру, в барьере которой встроено квантовое кольцо. Рассмотрены ситуации с бесконечным соленоидом, несущим магнитный поток и сильным однородным магнитным полем. Показано, что в общем случае осцилляции не являются ни строго периодическими, ни строго монохроматическими.

5. Рассчитан туннельный ток через двойную квантовую точку в магнитном поле. Показано, что в зависимости от типа связи между точками возможна Ы-образная вольт-амперная характеристика системы. Выяснено, что вследствие сдвига фаз в осцил-ляциях парциальных токов через симметричные и антисимметричные состояния,

аарон-бомовские осцилляции полного тока могут подавляться, в отличие от систем с квантовыми кольцами.

6. Рассчитан кондактанс квантового кольца со спин-орбитальным взаимодействием при наличии в кольце одиночной примеси. Рассмотрена одиночная примесь двух видов: бесспиновая и парамагнитная. Показано, что положение и высота резонансов кондак-танса определяются значением постоянной спин-орбитального взаимодействия и величиной потенциала бесспиновой примеси, а в случае парамагнитной примеси - постоянной обменного взаимодействия. Выяснены симметрийные свойства кондактан-са по отношению к смене знака магнитного потока и постоянной спин-орбитального взаимодействия.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих работах:

Публикации в реферируемых журналах:

1. Каламейцев A.B., Говоров А.О., Ковалёв В.М. Магнитпоэкситпоны в квантовых точках второго типа. // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1999. Т.68, В.8. С.634-637

2. Ковалёв В.М., Чаплик A.B. Туннельный магнитотранспорт в гетероструктурах с квантовыми кольцами. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2002. Т.122, В.5(11). С.1057-1062

3. Ковалёв В.М., Чаплик A.B. Электронное поглощение поверхностных акустических волн квантовыми кольцами в магнитном поле. // Физика и техника полупроводников. 2003. Т.37, В.10. С.1225-1230

4. Mourokh L.G., Kovalev V.M., Höring N. J.M. Control of Bond Formation, Electron Transport, and Interference tn a Biased Asymmetric Parallel Double-Dot System. 11 Journal of Applied Physics. 2004. Vol.95, N.7. P. 3557-3560

5. Ковалёв B.M., Чаплик A.B. Магнитополяронное состояние частиц в квантовых кольцах конечной ширины. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2005. Т.128, В.4, С.796-802

6. Ковалёв В.M., Чаплик A.B. Кондактанс квантового кольца со спин-орбитальным взаимодействием в присутствии примеси. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2006 Т.130, № 5(11). С.902-910

Труды и тезисы докладов конференций:

1. Каламейцев A.B., Говоров А О., Ковалёв В.М. Магнитоэкситоны в квантовых точках второго типа. // Тезисы докладов IV Всероссийской конференции по физике полупроводников. 1999. С.228, Новосибирск, Россия

2. Ковалев В.М., Чаплик A.B. Эффект Аронова-Бома при туннелировании электронов ■через квантовое кольцо. // Тезисы докладов III Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике

2001. Санкт-Петербург, Россия

3. Ковалёв В М., Чаплик A.B. Туннельный транспорт в гетероструктурах с квантовыми кольцами в магнитном поле. // Материалы совещания "Нанофотоника".

2002. Нижний Новгород, Россия

4. Mourokh L.G., Kovalev V.M., Smimov A.Yu., Puller V.l., and Höring N.J.M. Electron transport through a biased asymmetric double-dot system in a parallel arrangement between leads. // Proceedings of the Third IEEE Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO 2003), 12-14 August 2003, San Francisco, CA, USA

5. Ковалёв B.M., Чаплик A.B. Магнитополяронное состояние частиц в квантовых кольцах конечной ширины. // Тезисы докладов VI Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. 2004. Санкт-Петербург, Россия

Цитируемая литература

|1) Hatami F , Ledentsov N.N., Grundmann M., Bohrer J., HeinnchsdorffF., Beer M., Bimberg D., Ruvimov S.S., Werner P., Gosele U , Heydenreich J., Richter U., Ivanov S.V., Meltser B.Ya., Kop'ev P.S., and Alferov Zh.I. Radiative recombination in type-II GaSb/GaAs quantum dots. // Applied Physics Letters. 1995. Vol.67, N.5. P.656-658 .

[2] F. Hatami, M. Grundmann, N. N. Ledentsov, F. Heinrichsdorff, R. Heitz, J. Bohrer, D. Bimberg, S. S. Ruvimov, P. Werner, V. M. Ustinov, P. S. Kop'ev, and Zh. I. Alferov. Carrier dynamics m type-II GaSb/OaAa quantum dots. // Physical Review B. 1998. Vol.57, N 8. P.4635-4641

[3] Ribeiro E., Govorov A.O., W. Carvalho, Jr., and Medeiros-Ribeiro G. Aharonov-Bohm Signature for Neutral Polarized Excitons in Type-II Quantum Dot Ensembles. // Physical Review Letters. 2004. Vol.92, N.12. 126402

[4] Kuskovsky-I.L., MacDonald W., Govorov A.O. Mourokh L., Wei X., Tamargo M.C., Tadic M., Peeters F.M. Optical Aharonov-Bo^m effect in stacked type-II quantum dots. // cond-mat/0606752

[5] Wendler L., Chaphk A.V., Haupt R., Hipolito 0. Magnetopolarons in quantum dots: comparison ofpolaronic effects from three to quasi-zero dimensions. // Journal of Physics: Condensed Matter. 1993 Vol.5, P.8031

[6] Wendler L., Chaplik A.V., Hipolito O. Magnetopolarons in quasi-one-dimensional quantum-well wires. 11 Journal of Physics: Condensed Matter. 1993. Vol.5, P.4817

[7] Ипатова И.П., Маслов А.Ю., Прошина O.B. Поляронное состояние в квантовой точке для частицы с вырожденным зонным спектром. // Физика и техника полупро-

' водников. 1999. Т.ЗЗ, В.7. С.832-838

[8] van der Wiel W.G., De Franc.eschi S., Elzerman J.M., Fujisawa Т., Tarucha S., Kowenhoven L.P. Electron transport through double quantum dots. // Review of Modern Physics. 2003. Vol.75, P. 1-23

[9] Meir Y. and Wingreen N.S. Landauer formula for the current through an interacting electron region. // Physical Review Letters. 1992. Vol.68, N.16. P.2512-2515

[10] Jauho A.-P., Wingreen N.S. and Meir Y. Time-dependent transport in,interacting and noninteracting resonant tunneling system. // Physical Review B. 1994. Vol.50, N.8, P.5628-5544

Ковалёв Вадим Михайлович МАГНИТНЫЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАНТОВЫХ ТОЧЕК И КОЛЕЦ

Автореф. дисс. на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

Подписано в печать 11.01.2007. Заказ № 2.

Формат 60x90/16. Уел печ. л 1. Тираж 100 экз.

Типография Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Ковалёв, Вадим Михайлович

Введение

Обзор литературы

Глава 1. Энергетический спектр и люминесценция магнитоэкситонов в квантовых точках типа II

§1 Магнитоэкситонный комплекс: энергетический спектр

§2 Тушение экситонной люминесценции магнитным полем

§3 Эксперимент

§4 Результаты и выводы

Глава 2. Электронное квантовое кольцо в пьезоэлектрическом поле поверхностной акустической волны

§1 Поглощение ПАВ: одноэлектронный режим.

§2 Поглощение ПАВ: режим вигнеровской молекулы.

§3 Результаты и выводы

Глава 3. Магнитополяронное состояние частиц в квантовом кольце конечной ширины

§1 Энергетический спектр и волновые функции электронов и дырок в квантовом кольце конечной ширины.

§2 Электронный и дырочный поляроны.

§3 Экситонный полярон и межзонные оптические переходы в квантовом кольце.

§4 Результаты и выводы

Глава 4. Вертикальный туннельный магнитотранспорт электронов в наноструктурах с квантовыми кольцами

§1 Спектр и волновые функции резонансных состояний в квантовом кольце.

§2 Туннельный ток в модели бесконечно тонкого соленоида

§3 Туннельный ток в однородном магнитном поле.

§4 Результаты и выводы

Глава 5. Туннельный магнитотранспорт электронов в наноструктурах с туннельно-связанной двойной квантовой точкой

§1 Волновые функции электронных состояний в ДКТ.

§2 Расчет туннельного тока в ДКТ.

§3 Результаты и выводы

Глава 6. Кондактанс квантового кольца со спин-орбитальным взаимодействием: роль процессов с переворотом спина

§1 Кондактанс квантового кольца без примесей.

§2 Кондактанс квантового кольца с бесспиновой и парамагнитной примесью.

§3 Результаты расчета.

§4 Выводы.

Введение диссертация по физике, на тему "Магнитные осцилляции оптических и транспортных характеристик квантовых точек и колец"

Актуальность темы. Современное развитие технологии позволило существенно продвинуться на пути уменьшения размеров полупроводниковых приборов. При уменьшении размеров используемых полупроводниковых структур на первый план выходят явления, обусловленные квантовым поведением носителей заряда в них. После создания нульмерных полупроводниковых систем таких, как квантовые точки, оказалось, что они обладают настолько богатым спектром свойств, что незамедлительно появились предложения по применению их в полупроводниковом приборостроении, особенно в различных приборах оптоэлектроники. Интерес к изучению оптических и транспортных свойств таких систем с каждым годом увеличивается и в настоящее время далек от насыщения.

1. Свойства экситонов в квантовых точках второго типа и в квантовых кольцах, в том числе в магнитном поле; поляронные перенормировки спектров носителей заряда в квантовых кольцах и выяснена их роль в спектрах поглощения и испускания света;

-54. Выяснена роль примесей в спин-поляризованном резонансном туннельном токе в системах с квантовыми кольцами.

Положения, выносимые на защиту:

3. Поляронные поправки к спектрам электрона, дырки и экситона в квантовом кольце конечной ширины испытывают осцилляции Ааронова-Бома как функция магнитного потока. Как следствие, интенсивности фононных повторений и стоксова сдвига спектров межзонного поглощения и испускания света имеют аналогичный осциллирующий характер. Зависимость радиального движения частиц от магнитного поля приводит к немонотонности осцилляции. Показано, что существенных осцилляций поляронных поправок следует ожидать для радиально поляризованного экситона.

5. Вследствие сдвига фаз в осцилляциях парциальных токов через сим-метричиые и антисимметричные состояния в системе с двойной квантовой точкой аарон-бомовские осцилляции полного тока могут исчезать в отличие от систем с квантовыми кольцами.

6. Кондактапс квантового кольца в магнитном поле со спин-орбитальным взаимодействием при наличии одиночной короткодействующей примеси (бесспиновой или парамагнитной) обладает сложной резонансной структурой как функция химического потенциала и магнитного поля. Полный кондактанс является чётной функцией магнитного поля. Кондактанс кольца (как полный, так и парциальные составляющие) не изменяется при смене знака постоянной спин-орбитального взаимодействия.

Научная новизна работы. Все основные результаты и выводы диссертации являются оригинальными.

2. Теоретически изучено поведение силыюкоррелированного состояния двух электронов - вигнеровской молекулы - в квантовом кольце в магнитном поле и вычислен коэффициент поглощения поверхностной акустической волны вигнеровской молекулой;

3. Теоретически рассчитаны поправки к спектру электрона, дырки и экситона за счет взаимодействия с оптическими фононами (поля-ронные состояния). Изучено влияние поляропиых перенормировок спектра экситона на спектры поглощения и испускания света в квантовом кольце;

4. Рассчитан туннельный ток через одиобарьерную туннельную структуру, в барьере которой встроено квантовое кольцо. Показано, что туннельный ток в общем случае однородного магнитного поля испытывает осцилляции Ааронова-Бома, не являющиеся ни монохроматическими, ни строго периодическими;

5. Теоретически изучено влияние типа связи в двойной квантовой точке на туннельные токи. Изучены особенности аарон-бомовских ос-цилляций туннельных токов в структуре с двойной квантовой точкой;

6. Рассчитан кондактанс спин-поляризованных токов через квантовое кольцо с учетом электрон-примесных столкновений. Рассмотрены случаи бесспиновой и парамагнитной примесей.

Научная и практическая ценность работы.

1. Теоретически предсказан эффект тушения люминесценции эксито-нов, локализованных вблизи квантовых точек второго типа в магнитном поле. Относительно недавно указанный эффект был обнаружен экспериментально;

3. Теоретически показано, каким образом в экспериментах по тунне-лированию электронов в двойных квантовых точках можно контролируемо управлять интерференцией электронных волн;

4. Результаты теоретических расчетов кондактанса квантового кольца при наличии примеси могут быть полезными при постановке и объяснения экспериментов по спин-зависимому транспорту электронов в низкоразмерных ситемах.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных семинарах лаборатории теоретической физики ИФП СО РАН; на IV и V Всероссийской конференции по физике полупроводников (Новосибирск, 1999, Н.Новгород, 2001); на совещании "Нанофотоника" (Н. Новгород, 2002); на III и VI Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и паноэлектронике (С. Петербург, 2001, 2004).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шести глав, заключения и списка цитируемой литературы. Отдельный параграф в конце каждой главы посвящен результатам и выводам. Объем диссертации составляет 124 страницы и включает 32 рисунка и список литературы из 72 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика полупроводников"

§4 Выводы

В настоящей главе был теоретически рассчитан кондактанс квантового кольца с учетом спин-орбитального взаимодействия и электрон-примесного взаимодействия. Рассмотрены два вида примеси: бесспиновая и парамагнитная. Рассчитано положение пиков кондактанса как функции магнитного поля и химического потенциала контактов. Проанализировано для различных ситуаций поведение кондактанса по отношению к изменению знака магнитного потока через кольцо.

-110-Заключение

В заключении сформулируем основные результаты, полученные в работе:

2. Вычислен коэффициент поглощения поверхностной акустической волны ансамблем квантовых колец в магнитном поле. Показано, что при наличии в кольце одного электрона, поглощение ПАВ возможно и в дипольном приближении. При заполнении кольца двумя электронами, вследствие кулоновского взаимодействия дипольный момент равен нулю, и поглощение осуществляется за счёт мультииольных переходов, причем правила отбора существенно определяются полным спином пары электронов.

4. Изучены осцилляции Ааронова-Бома резонансного туннельного тока через гетероструктуру, в барьере которой встроено квантовое кольцо. Рассмотрены ситуации с бесконечным соленоидом, несущим магнитный поток и сильным однородным магнитным полем. Показано, что в общем случае осцилляции не являются ни строго периодическими, ни строго монохроматическими.

5. Рассчитан туннельный ток через двойную квантовую точку в магнитном поле. Показано, что в зависимости от типа связи между точками возможна ТУ-образная вольт-амперная характеристика системы. Выяснено, что вследствие сдвига фаз в осцилляциях парциальных токов через симметричные и антисимметричные состояния, аарон-бомовские осцилляции полного тока могут подавляться, в отличие от систем с квантовыми кольцами.

6. Рассчитан копдактанс квантового кольца со спин-орбитальным взаимодействием при наличии в кольце одиночной примеси. Рассмотрена одиночная примесь двух видов: бесспиновая и парамагнитная. Показано, что положение и высота резонансов кондактанса определяются значением постоянной спин-орбитального взаимодействия и величиной потенциала бесспиновой примеси, а в случае парамагнитной примеси - постоянной обменного взаимодействия. Выяснены симметрийные свойства кондактанса по отношению к смене знака магнитного потока и постоянной спин-орбитального взаимодействия.

Благодарности

Считаю своим приятным долгом выразить признательность людям, без активной помощи которых представленная работа вряд ли увидела бы свет. В первую очередь я благодарю своего научного руководителя Александра Владимировича Чаплика за постановку научных задач, неослабленное внимание на всех этапах работы и, конечно, за помощь в нахождении выхода из многочисленных математических тупиков, в которые попадал автор диссертации, особенно на начальном этапе работы. Мне бы хотелось выразить признательность всем сотрудникам лаборатории теории твердого тела Института физики полупроводников СО РАН, за доброжелательность и хорошее отношение (но тем не менее бескомпромиссный подход при обсуждении научных работ на теоретическом семинаре). Мне бы хотелось здесь поблагодарить Александра Олеговича Говорова под руководством которого я начинал свою научную работу. И, наконец, (но не в последнюю очередь!) мне хотелось бы поблагодарить Александра Владимировича Каламейцева за плодотворные дискуссии, способствовавшие более ясному пониманию мной многочисленных вопросов не только теории твердого тела, но и физики в целом.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Ковалёв, Вадим Михайлович, Новосибирск

1. F. Hatami, M. Grundmann, N. N. Ledentsov, F. Heinrichsdorff, R. Heitz, J. Bohrer, D. Bimberg, S. S. Ruvimov, P. Werner, V. M. Ustinov, P. S. Kop'ev, and Zh. I. Alferov, Carrier dynamics in type-II GaSb/GaAs quantum dots, Physical Review B57, 4635 (1998)

2. A. Lorke, R.J. Luyken, А.О. Govorov, J.P. Kotthaus, J. M. Garcia, P. M. Petroff, Spectroscopy of Nanoscopic Semiconductor Rings, Physical Review Letters 84, 2223 (2000)

3. M. Buttiker, Y. Imry, R. Landauer, Physics Letters A96, 365 (1983)6;

4. R.Landauer and M. Buttiker, Resistance of Small Metallic Loops, Physical Review Letters 54, 2049 (1985)

5. A.B. Каламейцев, А.О. Говоров, B.M. Ковалев, Магнитоэкситоны в квантовых точках второго типа, Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики 68, 634 (1998)

6. A.B. Чаплик, Magnetoexcitons in Quantum Rings and Antidots, Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики 62, 885 (1995);

7. A.B. Чаплик, Нейтральные и заряженные магнитоэкситоны вквантовых кольцах конечной ширины, Журнал экспериментальной и теоретической физики 119, 193 (2001)

8. A.B. Чаплик, Эффект Аронова-Бома для составных частиц и коллективных возбуждений, Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики 75, 343 (2002)

9. R.A. Romer, М.Е. Raikh, Aharonov-Bohm Effect for an Exciton, Physical Review B62, 7045 (2000)

10. A.O. Govorov, S.E. Ulloa, K. Karrai, R.J. Warburton, Polarized excitons in nanorings and the optical Aharonov-Bohm effect, Physical Review B66, 081309 (2002)

11. L. Wendler, V.M. Fomin, A.V. Chaplik, A.O. Govorov, Optical properties of two interacting electrons in quantum rings: Optical absorption and inelastic light scattering, Physical Review B54, 4794 (1996)

12. A.O. Говоров, A.B. Чаплик, JI. Вендлер, В.М. Фомин, Зависит ли незатухающий ток (persistent current) в квантовых кольцах от межэлектронного взаимодействия?, Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики 60, 633 (1994)

13. И. М. Wagner, U. Merkt, and A.V. Chaplik, Spin-singlet-spin-triplet oscillations in quantum dots, Physical Review B45, 1951 (1992)

14. И.П. Ипатова, А.Ю. Маслов, О.В. Прошина, Физика твердого тела 37, 1819 (1995)

15. I. Ipatova, A. Maslov, О. Proshina, Physics of Low-Dimensional Structures №4-5 (1996)

16. И.П. Ипатова, А.Ю. Маслов, О.В. Прошина, Полярониое состояние в квантовой точке для частицы с вырожденным зонным спектром, Физика и техника полупроводников 33, 832 (1999)

17. A.V. Chaplik, and U. Merkt, Polaron Shifts in Semiconductor Quantum Rings with Two Interacting Electrons, Physics of Low-Dimensional Structures №-1, 25 (1995)

18. D. Takai, and K.Ohta, Quantum Transport through a One Dimensional Ring with Tunnel Junctions, Physicsl Review B51, 11132 (1995)

19. K.Bao, and Y.Zheng, Electronic transport through a quantum-dot ring, Physicsl Review B73, 045306 (2006)

20. K. Kang, Coherent transport through a quantum dot embedded in an Aharonov-Bohm ring, Physical Review B59, 4608 (1999)

21. F.M. Schmidlin, Enhanced Tunneling through Dielectric Films due to Ionic Defects, Journal of Applied Physics 37, 2823 (1968)

22. E.O. Kane, Thomas-Fermi Approach to Impure Semiconductor Band Structure, Physical Review 131, 79 (1963)

23. G.H. Parker, С.A. Mead, The Effect of Trapping States on Tunneling in Metal-Semiconductor Junctions, Applied Physics Letters 14, 21 (1969)

24. G.H. Parker, C.A. Mead, Tunneling in CdTe Schottky Barriers, Physical Review 184, 780 (1969)

25. A.B. Чаплик, M.B. Энтин, Журнал экспериментальной и теоретической физики 67, 208 (1974)

26. D. Loss, E.V. Sukhorukov, Probing Entanglement and Nonlocality of Electrons in a Double-Dot via Transport and Noise, Physical Review Letters 84, 1035 (2000)

27. A.Yu. Smirnov, N.J.M. Horing, and L.G. Mourokh, Aharonov-Bohm phase effects and inelastic scattering in transport through a parallel tunnel-coupled symmetric double-dot device, Applied Physics Letters 77, 2578 (2000)

28. E.V. Sukhorukov, G. Burkard, and D. Loss, Noise of a quantum dot system in the cotunneling regime, Physical Review B63, 125315 (2001)

29. H. Qin, A.W. Holleifner, K. Eberl, and R.H. Blik, Coherent superposition of photon- and phonon-assisted tunneling in coupled quantum dots, Physical Review B64, 241302 (2001)

30. L.G. Mourokh, N.J.M. Horing, A.Yu. Smirnov, Electron transport through a parallel double-dot system in the presence of Aharonov-Bohm flux and phonon scattering, Physical Review B66, 085332 (2002)

31. W.G. van der Wiel, S. De Franceschi, J.M. Elzerman, T. Fujisawa, S. Tarucha, L.P. Kowenhoven, Electron transport through double quantum dots, Review of Modern Physics 75, 1 (2003)

32. I. Zutic, J. Fabian, S. Das Sarma, Spintronics: Fundamentals and Applications, Review of Modern Physics 76 323 (2004)

33. J. Nitta, F.E. Meijer, H. Takayanaji, Spin-interference device, Applied Physics Letters 75 695 (1999)

34. D. Frustaglia, K. Richter, Spin interference effect in ring conductors subject to Rashba coupling, Physical Review B69, 235310 (2004)

35. B. Molnar, F. Peeters, P. Vasilopoulos, Spin-dependent magnetotransport through a ring due to spin-orbit interaction, Physical Review B69 155335 (2004)

36. U. Aeberhard, K. Wakabayashi, and M. Sigrist, Effect of spin-orbit coupling on zero-conductance resonances in asymmetrically coupled one dimensional ring, Physical Review B72 075328 (2005)

37. K.K. Voo, Ch.S. Chu, Fano resonance in transport through a mesoscopic two-lead ring, Physical Review B72, 165307 (2005)

38. S.K. Joshi, D. Sahoo, A.M. Jayannavar, Aharonov-Bohm oscillations and spin-polarized transport in a mesoscopic ring with a magnetic impurity, Physical Review B64, 075320 (2001)

39. B.S. Monozon, P. Schmelcher, Impurity center in a semiconductor quantum ring in the presence of crossed magnetic and electric fields, Physical Review B67, 045203 (2003)

40. L.G.G.V. Dias da Silva, S.E. Ulloa, A.O. Govorov, Impurity effects on the Aharonov-Bohm optical signatures of neutral quantum-ring magnetoexcitons, Physical Review B70, 155318 (2004)

41. B.S. Monozon, M.V. Ivanov, P.Schmelcher, Impurity center in a semiconductor quantum ring in the presence of a radial electric field, Physical Review B70, 205336 (2004)

42. M.D. Kim, Ch.K. Kim, K. Nahm, Diamagnetic response of Aharonov-Bohm rings: Impurity backward scattering, Physical Review B72, 085333 (2005)

43. И.В. Jlepnep, Ю.Е. Лозовик, Журнал экспериментальной и теоретической физики 78, 1167 (1980)

44. V. Halonen, Т. Chakraborty, P. Pietilainen, Excitons in a parabolic quantum dot in magnetic fields, Physical Review B45, 5980 (1992)

45. E. Ribeiro, A.O. Govorov, W. Carvalho, Jr., and G. Medeiros-Ribeiro, Aharonov-Bohm Signature for Neutral Polarized Excitons in Type-II Quantum Dot Ensembles, Physical Review Letters 92, 126402 (2004)

46. I.L. Kuskovsky, W. MacDonald, A.O. Govorov, L. Mourokh, X. Wei, M.C. Tamargo, M. Tadic, Optical Aharonov-Bohm Effect in Stacked Type-II Quantum Dots, cond-mat/0606752

47. M. Rotter, A. V. Kalameitsev, A. O. Govorov, W. Ruile, and A. Wixforth, Charge Conveyance and Nonlinear Acoustoelectric Phenomena for Intense Surface Acoustic Waves on a Semiconductor Quantum Well, Physical Review Letters 82, 2171 (1999)

48. A.O. Govorov, A.V. Kalameitsev, V.M. Kovalev, H.-J. Kutschera, and A. Wixforth, Self-Induced Acoustic Transparency in Semiconductor Quantum Films, Physical Review Letters 87, 226803 (2001)

49. T. Chakraborty, P. Pietilainen, Electron-electron interaction and the persistent current in a quantum ring, Physical Review B50, 8460 (1994)

50. W.-C. Tan, J.C. Inkson, Landau quantization and the Aharonov-Bohm effect in a two-dimensional ring, Physical Review B53, 6947 (1996)

51. G. Lindeman, R. Lassing, W. Seidenbusch, and E. Gornik, Cyclotron resonance study ofpolarons in GaAs, Physical Review B28, 4693 (1983)

52. F.R. Waugh, M.J. Berry, C.H. Crouch, C. Livermore, D.J. Mar, R.M. Westervelt, K.L. Campmash, and A.C. Gossard, Measuring interactions between tunnel-coupled quantum dots, Physical Review B53, 1413 (1996)

53. R.H. Blick, D. Pfannkuche, R.J. Haug, K. v Klitzing, and K. Eberl, Formation of a Coherent Mode in a Double Quantum Dot, Physical Review Letters 80, 4032 (1998)

54. T.H. Oosterkamp, T. Fujisawa, W.G. van der Wiel, K. Ishibashi, R.V. Hijman, S. Tarucha, L.P. Kouwenhoven, Microwave spectroscopy of a quantum-dot molecule, Nature (London) 395, 873 (1998)

55. C.S. Lent, P.D. Tougaw, W. Porod, Bistable saturation in coupled quantum dots for quantum cellular automata, Applied Physics Letters 74, 3558 (1993)

56. A.O. Orlov, I. Amlany, G.H. Bernstain, C.S. Lent, G.L. Snider, Realization of a Functional Cell for Quantum-Dot Cellular Automata, Science 277, 928 (1997)

57. D. Loss, D.P. DiVincenzo, Quantum computation with quantum dots, Physical Review A57, 120 (1998)

58. A. Baranco, D. Deutsch, A. Ekert, and R.Joza, Conditional Quantum, Dynamics and Logic Gates, Physical Review Letters 74, 4083 (1995); R. Landauer, Minimal Energy Requirements in Communication, Science 277 1914 (1996)

59. T.V. Shahbazan, and M.E. Raikh, Two-channel resonant tunneling, Physical Review B49, 17123 (1994)

60. H. Akera, Aharonov-Bohm effect and electron correlation in quantum dots, Physical Review B47, 6835 (1993)

61. U. Gerland, J. v. Delft, T.A. Costi, Y. Oreg, Transmission Phase Shift of a Quantum Dot with Kondo Correlations, Physical Review Letters 84, 3710 (2000)

62. W. Hofstetter, J. Konig, H. Schoeller, Kondo Correlations and the Fano Effect in Closed Aharonov-Bohm Interferometers, Pysical Review Letters 87, 156803 (2001)

63. D. Boese, W. Hofstetter, H. Schoeller, Interference in interacting quantum dots with spin, Physical Review B66, 125315 (2002)

64. T. Kim, S. Hershfield, Thermopower of an Aharonov-Bohm Interferometer: Theoretical Studies of Quantum Dots in the Kondo Regime, Physical Review Letters 88, 136601 (2002)

65. R. Lopez, R. Aguado, G. Platero, Nonequilibrium Transport through Double Quantum Dots: Kondo Effect versus Antiferromagnetic Coupling, Physical Review Letters 89, 136802 (2002).

66. B. Kubala, and J. König, Flux-dependent level attraction in double-dot Aharonov-Bohm interferometers, Physical Review B65, 245301 (2002);

67. A. Silva, Y. Oreg, and Y. Gefen, Signs of quantum dot-lead matrix elements: The effect on transport versus spectral properties, Physical Review В66, 195316 (2002).

68. A. Ueda, I. Baba, K. Suzuki, and M. Eto, J. Phys. Soc. Jpn. 72, Suppl. A 157 (2003)

69. Y. Gefen, Y. Imry, and M.Ya. Azbel, Quantum Oscillations and the Aharonov-Bohm Effect for Parallel Resistors, Physical Review Letters 52, 129 (1984)

70. M. Buttiker, Y. Imry, and M.Ya. Azbel, Quantum oscillations in one-dimensional normal-metal rings, Physical Review A30, 1982 (1984)

71. B. Kubala, and J. Konig, Aharonov-Bohm interferometry with quantum dots: scattering approach versus tunneling picture, Physical Review B67, 205303 (2003)

72. Y. Meir and N.S. Wingreen, Landauer formula for the current through an interacting electron region, Physical Review Letters 68, 2512 (1992)

73. A.-P. Jauho, N.S. Wingreen and Y. Meir, Time-dependent transport in interacting and noninteracting resonant tunneling system, Physical Review B50 5528 (1994)

74. Ю.А. Бычков, Э.И. Рашба, Свойства двумерного электронного газа со снятым вырождением спектра, Письма в ЖЭТФ 39, 66 (1984)

75. A.V. Chaplik and L.I. Magarill, Effect of spin-orbit interaction on persistent currents in quantum rings, Superlattices and Microstructures 18 321 (1995)

76. Список опубликованных работ по теме диссертации.

77. Публикации в реферируемых журналах:

78. Каламейцев A.B., Говоров А.О., Ковалёв В.М. Магнитоэкситопы в квантовых точках второго типа. // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1999. Т.68, В.8. С.634-637

79. Ковалёв В.М., Чаплик A.B. Туннельный магнитотранепорт в ге-тероструктурах с квантовыми кольцами. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2002. Т.122, В.5(11). С.1057-1062

80. Ковалёв В.М., Чаплик A.B. Электронное поглощение поверхностных акустических волн квантовыми кольцами в магнитном поле. // Физика и техника полупроводников. 2003. Т.37, В.10. С.1225-1230

81. Mourokh L.G., Kovalev V.M., Höring N.J.M. Control of Bond Formation, Electron Transport, and Interference in a Biased Asymmetric Parallel Double-Dot System. // Journal of Applied Physics. 2004. Vol.95, N.7. P. 3557-3560

82. Ковалёв B.M., Чаплик A.B. Магнитополяронное состояние частиц в квантовых кольцах конечной ширины. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2005. Т. 128, В.4, С.796-802

83. Ковалёв В.М., Чаплик A.B. Кондактанс квантового кольца со спин-орбитальным взаимодействием в присутствии примеси. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2006. Т.130, № 5(11). С.902-910

84. Труды и тезисы докладов конференций:-1231. Каламейцев A.B., Говоров А.О., Ковалёв В.M. Магнитоэкситоны в квантовых точках второго типа. // Тезисы докладов IV Всероссийской конференции по физике полупроводников. 1999. С.228, Новосибирск, Россия

85. Ковалёв В.М., Чаплик A.B. Туннельный транспорт в гетерострук-турах с квантовыми кольцами в магнитном поле. // Материалы совещания "Нанофотоника". 2002. Нижний Новгород, Россия