Научная тема: «НЕСТАЦИОНАРНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В БАЛЛИСТИЧЕСКИХ КВАЗИОДНОМЕРНЫХ НАНОСТРУКТУРАХ»
Специальность: 01.04.10
Год: 2013
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. В уравнении для двухчастичной корреляционной функции, описывающей флуктуации, в неравновесных условиях в вырожденном случае существуют дополнительные члены в источнике флуктуации даже в условиях отсутствия межчастичных электрон-электронных столкновений. Эти дополнительные члены, описывающие квантовую корреляцию, не имеют аналогов в невырожденном случае. Их появление связано с тем, что в корреляционной функции выделено произведение усредненных независимо функций распределения даже в случае совпадения квантовых индексов этих функций, в то время как в двухчастичной функции распределения в соответствии с принципом Паули таких членов нет.
  2. Благодаря самосогласованному полю в режиме токов, ограниченных пространственным зарядом, мощность неравновесного дробового шума может быть подавлена и оказывается меньше классического Пуассоновского значения. Множитель, указывающий на это подавление, различен для различных механизмов рассеяния и для различных размерностей пространства. В трехмерном случае, если время релаксации носителей не зависит от энергии, этот множитель близок к 1/3.
  3. В мощности шумов тока кулоновского увлечения в двух параллельно расположенных квантовых проволоках в баллистическом режиме должны наблюдаться острые пики в зависимости от напряжения на затворе. Эта система пиков определяется совпадением уровней поперечного квантования в обеих проволоках. Эффект важен как в исследовании межпроволочного кулоновского взаимодействия, так и для выяснения однозонной структуры (спектра) поперечного квантования в нанопроволоках.
  4. В случае относительно больших приложенных напряжений к активной проволоке ток кулоновского увлечения в пассивной проволоке имеет порог появления, при напряжениях больше этого порога ток увлечения оказывается квадратичной функцией напряжения. Наблюдаемая на эксперименте температурная зависимость сопротивления увлечения может быть объяснена оставаясь в рамках теории Ферми жидкости и не может служить аргументом, указывающим на проявление структурой свойств Латтинжеровской жидкости.
  5. Для фононного вклада в ток увлечения между двумя нанопроволоками также существует пороговое условие, приложенное к активной проволоке напряжение должно быть больше параметра Блоха-Грюнайзена spn (оно должно быть больше и сдвига уровней поперечного квантования в двух проволоках, как и в случае кулоновского увлечения). Фононный вклад в ток увлечения как функция приложенного напряжения состоит из ступенек, каждая новая ступенька появляется, когда для соответствующей энергетической подзоны, связанной с поперечным квантованием в проволоках, начинает выполняться пороговое условие.
  6. Сильное магнитное поле, приложенное вдоль двух параллельных квантовых ям, квантуя поперечное движение электронов приводит к тому, что можно рассматривать сами электронные состояния как "трубки"или "проволоки". Кулоновское увлечение в этой ситуации имеет много общего с кулоновским увлечением между двумя параллельными нанопроволоками. Ток увлечения между квантовыми ямами является быстро растущей функцией магнитного поля, так как магнитное поле увеличивает и плотность электронных состояний, и уменьшает передаваемый импульс при столкновениях электронов (что также ведет к усилению эффекта увлечения), принадлежащих двум разным ямам.
  7. Динамический отклик наномостика при относительно малых частотах приложенного осциллирующего напряжения имеет индуктивный характер. С увеличением частоты комплексный кондактанс наномостика приобретает емкостной характер. При определенных частотах внешнего поля реальная часть кондактанса обращается в нуль, т.е. мостик не приводит к джоулевым потерям. Предсказанную кинетическую индуктивность (в общем случае кинетическое комплексное сопротивление) можно зарегистрировать стандартными методами фазовых измерений, в частности измеряя импеданс контура, состоящего из мостика и емкости. Этой индуктивностью можно манипулировать, изменяя параметры самого мостика (например, напряжением на затворе). Рассмотренная нами кинетическая индуктивность позволяет понять индуктивное поведение наноэлектронных приборов.
  8. При протекании тока через квантовую наноструктуру в режиме бесстолкновитель- ного омического переноса заряда генерация энтропии происходит в резервуарах. В области резервуара, непосредственно примыкающей к наноструктуре и характери зуемой длиной свободного пробега, происходит генерация энтропии и диссипация механической энергии. Дальше можно выделить диффузионную область, где все еще функция распределения сильно неравновесна по энергии. За ней располагается область, где можно ввести понятие электронной температуры. И только еще дальше область, где можно ввести понятие температуры (и тепла) в общепринятом смысле.  Для подсчета джоулевых потерь достаточно решать кинетическое уравнение с точностью до первого порядка по падению потенциала (или электрическому полю) вдоль наноструктуры. Даже в случае различных длин свободного пробега в двух резервуарах производство тепла одно и то же в обоих резервуарах. Это является следствием особой симметрии, типичной для проводников с сильно вырожденными по Ферми носителями. Вычисление производства энтропии обеспечивает альтернативный метод вычисления бесстолкновительного кондактанса.
  9. Спиновый магнетофононный резонанс в квантовых ямах на основе полумагнитных полупроводников приводит к расщеплению уровней электронов (дырок). Такое расщепление может быть зарегистрировано, например, в оптических экспериментах на резонансное отражение света квантовой ямой или прохождение света через яму. При этом резонансная линия, определяемая межзонными переходами, расщепляется на две линии. Расстояние между линиями определяется как силой электрон-фононной связи, так и спин-орбитальным взаимодействием.
Список опубликованных работ
l R.Katilius and S.V.Gantsevich and V.D.Kagan and M.I.Muradov, Fluctuations in Non-Equilibrium Electron Gas: Effect of Quantum Statistics, Fluct. Noise Lett., 9, 373-385, (2010)

2 R.Katilius and S.V.Gantsevich and V.D.Kagan and M.I.Muradov, Theory of fluctuations in non-equilibrium Fermi gas, Sol.St. Comm., 149, 1209-1211, (2009)

3 M.I. Muradov, Theory of fluctuations around a nonequilibrium state maintained by interband optical and driving electric field in semiconductors, Phys. Rev. B, 58, 12883-12898, (1998)

4 S.V. Gantsevich, V.L. Gurevich, M.I. Muradov, D.A. Parshin, Theory of femtosecond photon echo decay in semiconductors, Phys. Rev. B, 52, 14006-14019, (1995)

5 M. I. Muradov, Femtosecond photon echo in semiconductors. Diagrammatic approach, ФТТ, 37, 2293-2308, (1995)

6 V. L. Gurevich, M. I. Muradov, The theory of shot noise in the space-charge limited diffusive conduction regime, ЖЭТФ, 121, 1194-1203, (2002)

7 V. L. Gurevich and M. I. Muradov, Shot noise of Coulomb drag current, Phys. Rev. B, 62, 1576-1579, (2000)

8 V.L.Gurevich, M.I. Muradov, Nonohmic Coulomb Drag in the Ballistic Electron Transport Regime, Письма в ЖЭТФ, 71, 164-168, (2000)

9 M. I. Muradov, V. L. Gurevich, On the temperature dependence of ballistic Coulomb drag in nanowires, J. Phys.: Condens. Matter, 24, 135304-135307, (2012)

10 M.I. Muradov, Phonon drag in ballistic quantum wires in the nonlinear regime, Phys. Rev. B, 66, 115417-115424, (2002)

11 V. L. Gurevich, M. I. Muradov, Coulomb drag in a longitudinal magnetic field in quantum wells, J. Phys.: Condens. Matter, 17, 87-98, (2005)

12 V.L. Gurevich, V.L Kozub, M.I. Muradov, Nonlocal dynamical response of a ballistic nanobridge, J. Phys.: Condens. Matter, 22, 025304-025312, (2010)

13 V.L. Gurevich, V.I. Kozub, M.I. Muradov, Dynamical response of nanostructures and Joule heat release, J. Phys.: Condens. Matter, 23, 405302-405310, (2011)

14 V.L. Gurevich and M.I. Muradov, Spatial distribution of Joule heat in nanostructures, J. Phys.: Condens. Matter, 18, 11217-11232, (2006)

15 В. Л. Гуревич, М. И. Мурадов, Выделение джоулева тепла при прохождении тока в наноструктурах, ФТТ, 54, 625-641, (2012)

16 V.L. Gurevich and M.I. Muradov, Spin-magnetophonon level splitting in semimagnetic quantum wells , Phys. Rev. B, 78, 125312-125323, (2008)

17 В. Л. Гуревич, М. И. Мурадов, Спин-магнетофононный резонанс и расщепление уровней в полумагнитных полупроводниках, ФТТ, 51, 455-460, (2009)

18 Katilius R., Gantsevich S.V., Kagan V.D., Muradov M.I., Ramonas M., Rudan M., Correlation-fluctuation effects in non-equilibrium quantum gas, in: Noise and Fluctuations, Proc. of 20th International Conference (ICNF 2009, Pisa, Italy), ed. by Macucci, M., Basso, G., New York, Melville, AIP-CP1129, 9-12, (2009)

19 В.Л. Гуревич, М. И. Мурадов, Кулоновское увлечение в квантовых ямах в продольном магнитном поле, Труды VI Российской конференции по физике полупроводников, СПб, 101, (2003)

20 В.Л.Гуревич, В.И. Козуб, М. И. Мурадов, В.В. Афонин, С. В. Ганцевич, В.Д. Каган , Спинзависимые явления в твердых телах и спинтроника, Материалы Всероссийского совещания, СПб, 201-207, (2006)