[ ОД.А. 05
Шифр дисциплины
по учебному плану
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО РОССИЙСКО-АРМЯНСКИЙ (СЛАВЯНСКИЙ)
УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ:Составлена в соответствии с федеральными Проректор по научной работе Государственными требованиями к структуре _ П.С. Аветисян основной профессиональной образовательной «» 20г.
программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) Институт: Математики и высоких технологий Кафедра: Общей физики и квантовых наноструктур Учебная программа подготовки аспиранта ДИСЦИПЛИНА: ОД.А. Многоэлектронные и спиновые эффекты в квантовых наноструктурах _ наименование дисциплины по учебному плану подготовки аспиранта Физика полупроводников 01.04. -Шифр наименование научной специальности Программа одобрена на заседании кафедры протокол № от 20 г.
Утверждена Ученым Советом РАУ протокол № от 20_г.
Заведующий кафедрой _ д.ф.м.н., профессор Саркисян А.А.
Подпись И.О.Ф, ученая степень, звание Разработчик программы _ д.ф.м.н., профессор Саркисян А.А.
Подпись И.О.Ф, ученая степень, звание Ереван ОД.А. Шифр дисциплины по учебному плану Общие положения Настоящая рабочая программа обязательной дисциплины «Многоэлектронные и спиновые эффекты в квантовых наноструктурах» образовательной программы послевузовского профессионального образования (ООП ППО) ориентирована на аспирантов университета, уже прослушавших общие и специальные курсы по теоретической физике, математической физике, квантовой теории твердого тела, физики низкоразмерных систем, физическим основам наноэлектроники.
1. Цели изучения дисциплины Целью изучения дисциплины «Многоэлектронные и спиновые эффекты в квантовых наноструктурах»- является введение аспирантов в современное состояние исследований в области полупроводниковой наноэлектроники основаной на манипуляциях многоэлектронными и спиновыми состояниями электронов. Так как наряду с микро- и наноэлектроникой идет активное развитие спинтроники, то темы планируемых лекций являются актуальными и охватывают большой класс прикладных задач.
2. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Аспирант должен -знать:
основы квантовой механик;
методы решения уравнений математической физики;
аппарат решения многочастичных задач в твердых телах;
основы тензорного и векторного анализа;
реашть уравнения Шредингера, Паули и Дирака в криволинейных координатах;
пользоваться различными пакетами математического моделирования физических систем;
анализировать физическую картину полученных результатов;
3. Объем дисциплины и количество учебных часов Семинар Практические занятия Другие виды учебной работы (авторский курс, учитывающий результаты исследований научных школ Университета, в т.ч.
региональных) Одноэлектронные состояния в квантовых наноструктурах.
Спин электрона. Матрицы Паули. Полный угловой момент Двухчастичные спиновые волновые функции. Орто- и парасостояния.
Атом гелия. Искусственный атом гелия.
Слоистые наноструктуры. Сферические и цилиндрические нанослои, Адиабатическое описание двухэлектронных состояний в сферических и цилиндрических нанослоях. Два электрона на кольце.
Управление временем обмена состояниями в двухэлектронной системе находящейся в наноструктуре.
Двумерный параболический атом Томаса-Ферми. Теорема Кона.
Ток спинового магнитного момента в цилиндрических нанослоях.
Практические занятия не предусмотрены учебным планом Другие виды учебной работы не предусмотрены учебным планом.
Усвоение методов решения одночастичных и многочастичных задач в криволинейных координатах в том числе и с учетом кривизны пространства.
Всесторонний качественный и количественный анализ полученных физических результатов.
Усвоение навыков оформления научных статей.
8. Перечень контрольных мероприятий и вопросы к экзаменам Перечень вопросов к экзаменам кандидатского минимума:
1. Спин электрона, матрицы Паули, коммутационные соотношения для спиновых 2. Уравнение Паули, спин-орбитальное взаимодействие.
3. Гамильтониан Рашбы.
4. Атом гелия, синглетные и триплетные состояния.
5. Квантовая точка с двумя электронами, параболический атом гелия.
6. Двухэлектронные состояния в квантовом кольце (модель ЧакрабортиПиетилаинена, модель Винтерница-Смородинского).
7. Двухэлектронные состояния в квантовом кольце (адиабатическое описание).
8. Гармониум, атом Мошинского.
9. Двухэлектронные состояния в сферическом нанослое (искусственные орто- и 10. Двухэлектронные состояния в тонком сферическом нанослое (адиабатическое 11. Управление временем обмена состояниями в двухэлектронной системе находящейся в квантовой точке.
12. Модель атома Томаса-Ферми.
13. Двумерный параболический атом Томаса-Ферми (точно решаемая модель).
14. Циклотронный резонанс в многоэлектронной системе, теорема Кона.
15. Параболические квантовые точки, обобщенная теорема Кона.
16. Фермионные состояния в центрально-симметричном поле, спиноры.
17. Дипольный и квадрупольный моменты электрона в сферическом нанослое.
18. Орбитальный ток и ток спинового магнитного момента.
19. Ток спинового магнитного момента в сферических и цилиндрических нанослоях.
20. Понятие о спиновом токе, спинтроника.
В процессе обучения применяются следующие образовательные технологии:
1. Сопровождение лекций показом визуального материала.
2. Проведение лекций с использованием интерактивных методов обучения.
10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Учебно-методические и библиотечно-информационные ресурсы обеспечивают учебный процесс и гарантируют качественное освоение аспирантом образовательной программы. Университет располагает обширной библиотекой, включающей научноэкономическую литературу, научные журналы и труды научно-практических конференций по основополагающим проблемам науки и практики управления.
Э.М. Казарян, С.Г. Петросян, Физические основы наноэлектроники (на армянском языке). Изд. РАУ, Ереван (2005).
D. Bimberg, M. Grundman and N. Ledentsov, Quantum dot heterostructures. Wiley, S. Flugge. Practical Quantum Mechanics Part 2. Springer, Germany (1971).
L. Landau, E. Lifshits, Quantum Mechanics, Nauka, Moscow (1989).
Энциклопедия ЮНЕСКО “Нанонаука и нанотехнологии”. Изд. Магистр-пресс, В.П. Драгунов, И.Г. Неизвестный, В.А. Гридчин, Основы наноэлектроники.
Изд. НГТУ, Новосибирск (2004).
В.М. Галицкий, Б.М. Карнаков, В.И. Коган, Задачи по квантовой механике, Изд. Наука, Москва (1981).
7.2. Дополнительная литература B. Askerov, Electronic transport phenomena in semiconductors. Nauka, Moscow А.И. Ансельм, Введение в теорию полупроводников, Изд. Наука, Москва (1978).
И.В. Савельев, Основы теоретической физики, Изд. Наука, Москва (1991).
7.3 Интернет-ресурсы 1. http://www.scholar.google.com 2. http://adsabs.harvard.edu 3. http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/quantum.htm Кафедра располагает соответствующим компьютерным оборудованием позволяющим проводить численные расчеты. Можно также использовать компьютерный кластер кафедры теоретической физики ЕГУ.
«