Научно-исследовательский семинар "Спиновая физика в полупроводниковых структурах"

2024/2025

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

6

Кредиты

Кто читает:

Базовая кафедра физики конденсированных сред Института физики твердого тела РАН

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

1-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватель

Щепетильников Антон Вячеславович

Программа дисциплины

Аннотация

В рамках данного курса будет проведено знакомство с основными концепциями современной физики спина в полупроводниках. Будет рассмотрено поведение спина в полупроводниковых структурах при различных внешних условиях (при низких температурах, больших электрических и магнитных полях). Будут рассмотрены спиновые свойства как объёмных полупроводников, так и различных гетероструктур, содержащих низкоразмерные электронные системы. Внимание будет уделено не только фундаментальным аспектам физики спина, но и прикладным, а также различным экспериментальным методикам изучения спиновых свойств полупроводниковых систем

Цель освоения дисциплины

• В рамках данного курса будет проведено знакомство с основными концепциями современной физики спина в полупроводниках. Будет рассмотрено поведение спина в полупроводниковых структурах при различных внешних условиях (при низких температурах, больших электрических и магнитных полях). Будут рассмотрены спиновые свойства как объёмных полупроводников, так и различных гетероструктур, содержащих низкоразмерные электронные системы. Внимание будет уделено не только фундаментальным аспектам физики спина, но и прикладным, а также различным экспериментальным методикам изучения спиновых свойств полупроводниковых систем
• В результате освоения дисциплины студент должен знать: - механизмы взаимодействия спина электрона со спинами других электронов и ядер, с орбитальным магнитным моментом и внешними электромагнитными полями - различные экспериментальные методики изучения спиновых эффектов: оптические, микроволновые, транспортные - основные концепции физики спина в современных полупроводниковых структурах

Планируемые результаты обучения

• Представляет результаты проведенных физико-математических и прикладных исследований в виде конкретных рекомендаций, выраженных в терминах предметной области
• Использует знания современных проблем и новейших достижений физики в научно-исследовательской работе

Содержание учебной дисциплины

• . Концепция спина. Спин и зонная структура полупроводника на примере GaAs. Обменное взаимодействие. Ферромагнетизм. Магнитные полупроводники.
• Взаимодействие спина и орбитального момента электрона в объемных и низкоразмерных системах. Взаимодействие Дрессельхауза, Рашбы. Интерфейсный вклад. Энергия спинового расщепления и направление спина.
• Движение спина в магнитном поле. ЭПР. Спиновый резонанс электронов проводимости на примере 2D систем и локализованных электронов на примере NV-центров. Фактор Ланде в полупроводниках. Врем спин-спиновой и спин-решёточной релаксации.

Элементы контроля

• Экзамен
• Контрольная работа

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 4th module
  0.4 * Контрольная работа + 0.6 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Введение в теорию полупроводников, Ансельм, А. И., 1962

Рекомендуемая дополнительная литература

• Теоретическая физика. Т. X: Физическая кинетика, Лифшиц, Е.М., 1979

Авторы

• Панкратова Елена Игоревна
• Щепетильников Антон Вячеславович
• Поварова Любовь Ивановна