Оптична спінова поляризація електронів у напівмагнітних напівпровідниках при домішковому поглинанні
Вплив типу і параметрів циркулярно-поляризованої падаючої світлової хвилі, що задовольняє умовам процесів довготривалої релаксації, домішкового поглинання, величині напруженості електричного поля, на спінову поляризацію в напівмагнітних напівпровідниках.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.08.2015 |
| Размер файла | 1019,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА
УДК 621.315.592
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата фізико-математичних наук
ОПТИЧНА СПІНОВА ПОЛЯРИЗАЦІЯ ЕЛЕКТРОНІВ У НАПІВМАГНІТНИХ НАПІВПРОВІДНИКАХ ПРИ ДОМІШКОВОМУ ПОГЛИНАННІ
01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків
МИСЛЮК ОКСАНА МИХАЙЛІВНА
Чернівці - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі електроніки і енергетики Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник:
Горлей Петро Миколайович, доктор фізико-математичних наук, професор, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри електроніки і енергетики, старший науковий співробітник.
Офіційні опоненти:
Шендеровський Василь Андрійович, доктор фізико-математичних наук, Інститут фізики НАН України, м. Київ, провідний науковий співробітник;
Тетьоркін Володимир Володимирович, доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, м. Київ, завідувач відділом інфрачервоної фото-електроніки.
Захист відбудеться 26 грудня 2008 р. о 15 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.01 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. Університетська, 19 (корпус 2, Велика фізична аудиторія).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича (58012, м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 23).
Автореферат розісланий 26 листопада 2008 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Курганецький М.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Упродовж останніх років спостерігається зростаючий інтерес до перспектив застосування напівпровідникових матеріалів у спінтроніці. У першу чергу це стосується напівмагнітних напівпровідників, у яких у немагнітній гратці знаходяться домішкові атоми рідкісноземельних, актинідних або перехідних елементів з нескомпенсованими електронними спінами на d- або f-оболонках. У ряді фундаментальних праць (наприклад, [1]) продемонстровано, що такі напівпровідники можуть бути використані як ефективні інжектори поляризованих за спіном електронів або дірок. На користь цього свідчить тривалий час спінової релаксації в GaMnAs (до 10-7с), що дає можливість контролювати і керувати спіном електронів у різних магніто-електронних пристроях, таких як спінові діоди, спінові транзистори або елементи квантового комп'ютера [1]. Пошук нових можливостей застосування напівпровідників у спінтроніці вимагає подальших інтенсивних експериментальних і теоретичних досліджень як у галузі технології створення перспективних для спінтроніки напівпровідникових кристалів і тонких плівок, так і стосовно фізики явищ спінової поляризації. Оскільки проведення експериментальних досліджень у галузі фундаментальної та прикладної спінтроніки у даний час спряжено зі значними труднощами технологічного та вимірного характерів, то особливої ваги набуває теоретичне моделювання властивостей матеріалів і пристроїв спінтроніки на основі адекватних моделей трансформації станів спінової підсистеми під дією зовнішніх факторів. У якості останніх найбільш ефективні магнітне поле та світлова хвиля (зокрема, циркулярно-поляризовані) [2].
До початку наших досліджень опубліковано ряд праць з оптичної поляризації спінів носіїв в умовах фундаментального поглинання (див. [2]), у яких аналіз проводився на основі системи часових кінетичних рівнянь, яка враховувала тільки генераційно-рекомбінаційні процеси для спінових підсистем носіїв у зонах дозволених енергій. Показано, що величина інтенсивності та тип поляризації світлової хвилі визначають ступінь спінової поляризації зонних електронів, який, наприклад, для напівпровідника з параметрами p-Ge може сягати 50 відсотків. Однак у згаданих працях не було враховано процеси домішкового поглинання та довготривалої релаксації спінових підсистем електронів у зоні провідності та магнітних іонів, які суттєво впливають на процеси спінової поляризації в магнітних матеріалах [3]. Більше того, у теоретичних розрахунках не досліджувався сумісний вплив гріючого носії електричного поля та циркулярно-поляризованої світлової хвилі, що, згідно з результатами досліджень фотолюмінісценції в GaAs [4], приводить до збільшення ступеня спінової поляризації у порівнянні з випадком, коли розігрів електронів відсутній.
Наведене засвідчує, що тема даної роботи, яка присвячена вивченню впливу типу і параметрів циркулярно-поляризованої падаючої світлової хвилі, що задовольняє умовам домішкового поглинання, часів довготривалої релаксації та гріючого носії електричного поля на особливості спінової поляризації в напівмагнітних напівпровідниках актуальна в фундаментальному та прикладному аспектах і своєчасна.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною комплексних наукових досліджень, які виконувалися на кафедрі електроніки і енергетики фізичного факультету Чернівецького національного університету і фінансувалися за рахунок державного бюджету Міністерством освіти і науки України та Державним фондом фундаментальних досліджень, а саме: "Закономірності впливу домішководефектної підсистеми у напівпровідниках A2B6, A4B6 та A1BpC62 на фізичні характеристики та їх стабільність", номер держреєстрації 0103U001106; "Вплив дефектів структури на фізичні властивості напівпровідників типу A2B6 та A4B6 і твердих розчинів на їх основі", номер держреєстрації 0199U001901, а також науково-дослідного проекту УНТЦ №3098 "Перспективна напівпровідникова спінтроніка: технологія, теорія і прилади".
Роль автора у цих дослідженнях полягала у проведенні аналітичних і числових розрахунків щодо закономірностей впливу поляризованого світла, яке задовольняє умови домішкового поглинання, гріючого носії електричного поля та часів довготривалої релаксації на ступінь спінової поляризації зонних електронів у напівмагнітних напівпровідниках.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи є встановлення закономірностей комбінованого впливу типу та параметрів поляризованої світлової хвилі, що задовольняє умови домішкового поглинання, часів довготривалої спінової релаксації в зоні провідності та на домішковому рівні, а також напруженості гріючого носії заряду електричного поля на ступінь спінової поляризації електронів у напівмагнітних напівпровідниках з глибоким домішковим рівнем, що створено елементом з незаповненою 3d- або 4f-оболонкою.
Для досягнення мети роботи виконано такі завдання:
· запропоновано адекватну фізичну модель часової динаміки спінової підсистеми в напівмагнітних напівпровідниках з глибоким домішковим рівнем, створеним атомами магнітної домішки, при врахуванні процесів генерації та рекомбінації носіїв і довготривалої релаксації їх спінів в умовах, коли на напівпровідник діють поляризована світлова хвиля та гріюче носії електричне поле;
· отримано у наближенні слабого зовнішнього електричного поля стаціонарні просторово-однорідні розподіли концентрації та ступеня спінової поляризації зонних електронів і дослідити їх стійкість відносно невеликих і просторово-часових збурень у залежності від величин параметрів і сукупності зовнішніх керуючих факторів (типу поляризації світлової хвилі та її інтенсивності, концентрації легуючої домішки, часів довготривалої релаксації);
· отримано для випадків слабого та гріючого носії заряду електричних полів системи рівнянь для визначення стаціонарних просторово-неоднорідних розподілів концентрації зонних електронів і ступеня їх спінової поляризації та дослідити залежності цих характеристик від типу та величин керуючих параметрів;
· встановлено особливості сумісної дії поляризованого світла та гріючого носії електричного поля на ступінь спінової поляризації зонних електронів у напівмагнітному напівпровіднику для нестаціонарного просторово-неоднорідного розподілу концентрацій поляризованих за напрямком спіну електронів.
Об'єктом досліджень є напівмагнітні напівпровідники (леговані елементами з незаповненою 3d- або 4f-оболонкою), що знаходяться під впливом поляризованої світлової хвилі та гріючого носії заряду електричного поля.
Предмет досліджень - процеси спінової поляризації зонних електронів у напівмагнітних напівпровідниках під дією гріючого носії електричного поля та поляризованої світлової хвилі, що задовольняє умови домішкового поглинання.
Методи дослідження. При виконанні роботи використовувалися добре апробовані методики теоретичних досліджень:
· стійкість стаціонарних просторово-однорідних розподілів концентрацій спін-поляризованих електронів щодо малих і просторово-часових збурень визначалася на основі лінійної теорії стійкості Ляпунова;
· просторово-часові збурення вибиралися у вигляді плоскої хвилі малої амплітуди, а вирази для просторово-часових змін концентрацій електронів зі спіном вверх і спіном вниз у зоні провідності та на домішковому рівні, а також напруженості внутрішнього електричного поля - у вигляді розкладу за тригонометричними функціями з урахуванням доданків до третьої гармоніки включно; збіжність отриманих розв'язків нелінійної системи часових диференційних рівнянь досліджувалася з використанням числового методу Рунге-Кутта четвертого порядку;
· еволюція станів нестаціонарної системи спін-поляризованих носіїв вивчалася з використанням методів синергетики, зокрема, на основі досліджень залежностей розмірності Хаусдорфа та максимального показника Ляпунова від величин керуючих параметрів.
Наукова новизна результатів, одержаних у дисертаційній роботі, полягає в тому, що в ній уперше:
· встановлено, що у слабому електричному полі у стаціонарних просторово-однорідних станах ступінь спінової поляризації зонних електронів () визначається процесами спінової релаксації в зоні провідності, майже не залежить від типу релаксаційних процесів у підсистемі магнітних іонів і в умовах домішкового поглинання приймає найбільше значення для лівополяризованої світлової хвилі;
· виявлено, що у слабих електричних полях у стаціонарних просторово-неоднорідних розподілах концентрації зонних електронів ступінь їх спінової поляризації досягає максимального значення (= 47 % для напівпровідника з параметрами InP:Fe) при товщинах плівки, які співрозмірні з дифузійною довжиною неосновних носіїв;
· виявлено, що існує невеликий інтервал значень напруженості гріючого носії електричного поля, для якого за наявності ліво-поляризованої світлової хвилі суттєво збільшується ступінь спінової поляризації зонних електронів (від 47 до 60 відсотків для InP:Fe);
· показано, що врахування особливостей стаціонарних просторово-неоднорідних розподілів концентрацій електронів зі спіном вверх і спіном вниз при розкладі просторово-часових розподілів фазових змінних у ряд за тригонометричними функціями приводить у слабих полях до збільшення величини нестаціонарної концентрації зонних електронів майже вдвічі, помітного зсуву фази коливань у бік більших довжин хвиль, суттєвого (майже вдвічі) зменшення амплітуди коливань та зростання ступеня спінової поляризації електронів зони провідності від 44 до 50 відсотків для InP:Fe;
· встановлено, що врахування механізму спінової релаксації Дяконова-Переля приводить до збільшення величини для лівополяризованої і зменшення - для право- та лінійно-поляризованої світлової хвилі; при збільшенні концентрації легуючої домішки NT максимальне значення помітно зменшується (майже на 8 % для InP:Fe);
· показано, що нестаціонарні просторово-часові розподіли концентрації зонних електронів за наявності гріючого носії електричного поля носять складний коливний характер і являють собою суперпозицію високо- і низькочастотних гармонік з різними амплітудами;
· встановлено, що досліджувана спінова підсистема стійка до дії зовнішніх факторів (зокрема, до зміни величини напруженості електричного поля), оскільки показник Ляпунова має великі за модулем від'ємні значення, а розмірність Хаусдорфа - малі величини.
Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій визначаються використанням при постановці задач сучасних положень фізики напівпровідників щодо дії циркулярно-поляризованого світла та гріючого носії електричного поля на протікання електронних процесів у напівмагнітних напівпровідниках; застосуванням добре апробованих методів теоретичних досліджень; кореляцією отриманих результатів з існуючими літературними даними та збіжністю числових розрахунків при збільшенні числа доданків у розкладах фазових змінних у ряд за малими параметрами.
Практичне значення одержаних результатів полягає в отриманні теоретичних результатів, які дозволяють зробити низку узагальнюючих заключень щодо закономірностей впливу поляризованого світла з частотою, що задовольняє умову домішкового поглинання, гріючого носії заряду електричного поля та процесів спінової релаксації на спінову поляризацію електронів у напівмагнітних напівпровідниках. Це створює принципову можливість цілеспрямованого керування процесами спінової поляризації в напівмагнітному напівпровіднику або в сконструйованому на його основі спінтронному пристрої за допомогою вибору величини, типу та сукупності зовнішніх впливів.
Отримані в роботі теоретичні результати стимулюють постановку нових експериментальних досліджень з вивчення особливостей процесів спінової поляризації у напівмагнітних напівпровідниках під дією зовнішніх впливів і створення принципово нових електронних пристроїв, робота яких базується на перенесенні спіну електрона, а не його заряду.
Матеріал дисертації може бути використаним при написанні спецкурсу з теорії процесів спінової поляризації в напівпровідникових матеріалах і спінтронних пристроях.
Прикладний інтерес представляє також програма для розрахунку розподілів концентрації електронів і ступеня спінової поляризації електронів у напівмагнітному напівпровіднику, яка може бути використана для моделювання електронних процесів у напівпровідниках при дії поляризованої світлової хвилі та гріючого носії заряду електричного поля.
Особистий внесок здобувача. У процесі роботи дисертантка брала участь у постановці задачі [1*-12*], провела аналітичні та числові розрахунки стаціонарних просторово-однорідних і просторово неоднорідних станів системи носіїв заряду та їх просторово-часових збурень [1*-3*, 5*-10*], виконала числові розрахунки на ЕОМ при дослідженні трансформації станів динамічної системи [4*, 10*]і дослідила вплив сумісної дії поляризованого світла та гріючого носії заряду електричного поля на спінову поляризацію зонних електронів [11*, 12*].
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися й обговорювалися на таких конференціях: XXXV International school on the physics of semiconducting compounds "Jaszowiec 2006, 2007, 2008" (Ustrуn - Jaszowiec, Poland, June 17-23, 2006; June 9-15, 2007; June 7-13, 2008); 2-а Міжнародна науково-технічна конференція "Сенсорна електроніка та мікросистемні технології" (СЕМСТ-2) (Україна, Одеса, 26-30 червня 2006); 3rd International conference on materials science and condensed matter physics (Chisinau, Moldova, October 3-6, 2006); MRS Spring Meeting (San Francisco, CA, USA, April 9-13, 2007); Міжрегіональний науковий семінар "Сучасні проблеми електроніки" (Україна, Львів, 31 січня - 1 лютого 2008); 3-а Міжнародна науково-технічна конференція "Сенсорна електроніка та мікросистемні технології" (СЕМСТ-3) (Україна, Одеса, 2-7 червня 2008).
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, основних результатів і висновків, списку цитованої літератури та одного додатка. Загальний обсяг дисертації складає 148 сторінок; дисертація містить 51 рисунок; список використаних джерел - 119 найменувань.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації та її зв'язок з науковими програмами, планами і темами, які виконувалися на кафедрі електроніки і енергетики ЧНУ; сформульовано мету та завдання дослідження, наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено дані про публікації, особистий внесок здобувача та про апробацію роботи.
У першому розділі, який носить оглядовий характер, викладено фізичні основи процесів оптичної спінової поляризації та механізмів релаксації спінів у напівмагнітних напівпровідниках. Виділено низку нерозв'язаних проблем фундаментального характеру щодо адекватного виду фізичної моделі спінової динаміки, яка давала би можливість досліджувати комбінований вплив параметрів поляризованої світлової хвилі, що задовольняє умови домішкового поглинання, величини напруженості гріючого носії заряду електричного поля, а також часів довготривалої спінової релаксації в зоні провідності та на домішковому рівні на ступінь спінової поляризації зонних електронів у напівпровідниках з глибоким домішковим рівнем, який створено хімічним елементом з незаповненою 3d- або 4f-оболонкою. За результатами літературного огляду обґрунтовано вибір мети та основних задач дисертаційної роботи.
У другому розділі для опису динаміки підсистем спінів електронів зони провідності та на домішковому рівні в напівмагнітних напівпровідниках запропоновано фізичну модель, яка враховує окрім процесів генерації та рекомбінації носіїв, також і процесидовготривалої релаксації в умовах, коли на систему діють поляризована світлова хвиля та гріюче електричне поле, і описується системою нелінійних диференційних рівнянь у частинних похідних, яка в одновимірному наближенні має такий вигляд:
, (1)
, (2)
де та - концентрації електронів зі спіном вверх () і вниз (), відповідно, у зоні провідності та на домішковому рівні; - просторово-часовий розподіл напруженості електричного поля в зразку довжиною l, до якого прикладена зовнішня напруга V0; IL і IR - інтенсивності зовнішнього світлового випромінювання лівої (L) і правої (R) поляризацій, відповідно; S - площа поперечного перерізу центру іонізації для електронів, - швидкість термоелектронної емісії, і - відповідно обернені часи довготривалої релаксації спінових підсистем електронів зони провідності і на домішковому рівні; - коефіцієнти, що характеризують процеси рекомбінації зонних електронів з дірками на домішковому рівні, - відповідні густини електричного струму, а нп(Е) - дрейфова швидкість електронів зони провідності, яка вважається незалежною від напрямку спіна.
Показано, що у стаціонарному стані, коли і , у випадку слабого електричного поля просторово-однорідні розв'язки для змінних системи (1) складно визначаються через концентрацію електронів у зоні провідності
(- концентрація домішкових центрів), яка є розв'язком кубічного рівняння:
, (3)
де коефіцієнти a, b і c мають громіздкий вигляд і є функціями керуючих параметрів.
Знання дало можливість на прикладі модельного напівпровідника з параметрами InP:Fe дослідити залежності від величин керуючих параметрів стаціонарного просторово-однорідного ступеня поляризації зонних електронів , де .
На рис. 1 при різних поляризаціях падаючої просторово-однорідної світлової хвилі з інтенсивністю наведено залежності від безрозмірних обернених часів довготривалої релаксації спінів у зоні провідності та на домішковому рівні . Видно, що поверхня нелінійно залежить від величини і майже не змінюється з у широких межах зміни цього параметру. Якщо вважати, що для досліджуваного напівпровідника при фіксованій температурі швидкість термоелектронної емісії є постійною величиною, то цей результат засвідчує незалежність від часів (типу механізмів) довготривалої релаксації спінів у підсистемі магнітних іонів.
Важливо, що при однакових значеннях інтенсивності світлових хвиль різних поляризацій виконуються наступні нерівності , які засвідчують про те, що лівополяризоване світло більше (ніж інші типи поляризацій) сприяє переходам домішковий рівень - зона провідності для електронів зі спіном вверх, ніж для електронів зі спіном вниз. Цей результат повністю узгоджується з сучасними уявленнями про дію поляризованого світла на оптичні властивості напівмагнітних напівпровідників [2]і засвідчує коректність запропонованої моделі (1).
Рис. 1. Залежності від обернених часів довготривалої спінової релаксації для різних поляризацій падаючої світлової хвилі: 1) IL*=I0*, IR*=0, 2) IL*=IR*= I0*/, 3) IL*=0, IR*=I0*
Установлено також, що при збільшенні концентрації легуючої домішки та інтенсивності світлової хвилі величина зростає (спадає) з виходом на насичення для ліво- та правополяризованої хвилі і практично не змінюється при дії лінійно-поляризованого світла.
Досліджуючи в наближенні лінійної теорії Ляпунова умови стійкості отриманих стаціонарних просторо-однорідних розв'язків системи рівнянь (1)-(2) відносно невеликих збурень довільної природи показано, що відповідне характеристичне рівняння є рівнянням п'ятого степеня, всі розв'язки якого для InP:Fe дійсні та від'ємні. Це свідчить про те, що досліджувана система за наявності слабого електричного поля стійка до дії таких збурень. При цьому зменшення концентрації легуючої домішки та збільшення інтенсивності освітлення приводить до підвищення стійкості системи для право- та лінійно-поляризованого світла і майже не впливає на стійкість системи при наявності ліво-поляризованої світлової хвилі. Характерно, що зменшення часу довготривалої релаксації спінової підсистеми зонних електронів збільшує стійкість станів досліджуваної системи, тоді як зміна аналогічних часів для підсистеми магнітних іонів у широких межах практично не впливає на її стійкість.
При наявності просторово-часових збурень у вигляді плоскої хвилі (, де
= r +iі
- комплексний декремент збурень, і - уявна одиниця, а k - хвильове число) отримано дисперсійне рівняння, аналіз якого показав, що в досліджуваній системі розповсюджуються п'ять хвиль просторово-часових збурень із затухаючими у часі амплітудами, одна з яких (з k=0) забезпечує однорідні розподіли змінних по зразку, а інші чотири характеризуються попарно протилежними за напрямками розповсюдження фазовими швидкостями
vPh= - щi/k.
Показано, що на залежностях щr і vPh від k для хвилі з найменшою фазовою швидкістю існує мінімум, величина якого визначається значеннями ,та .
У третьому розділі наведено результати досліджень залежностей стаціонарних просторово неоднорідних розподілів концентрацій зонних електронів і ступеня їх спінової поляризації в слабих і гріючих носії електричних полях залежно від величин і сукупності керуючих параметрів. При цьому, виходячи із (1) і (2), для слабого і гріючого носії полів отримано, відповідно, системи двох і трьох нелінійних диференційних рівнянь, розв'язки яких для напівпровідника з параметрами InP:Fe знаходилися числовим методом Рунге-Кутта четвертого порядку.
Аналіз цих розв'язків показав, що у випадку слабих електричних полів розподіл по товщині зразка концентрацій зонних електронів незалежно від типу поляризації падаючої світлової хвилі має вигляд затухаючих коливань, амплітуда яких на неосвітленій стороні зразка збігається зі стаціонарним просторово-однорідним розподілом. Характерно, що на освітленій стороні зразка концентрація електронів у порівнянні з величиною просторово-однорідної концентрації у три рази більша при лінійній, у два рази - при лівій і у півтора раза - при правій поляризації світлової хвилі. Для різних поляризацій, але фіксованій інтенсивності світла знайдено апроксимаційні формули для розподілів концентрацій і , які описують результати відповідних числових розрахунків з максимальною розбіжністю у два відсотки і використані у подальшому при знаходженні числовим методом просторово-часових розподілів фазових змінних.
Рис. 2. Просторовий розподіл для різних поляризацій світлової хвилі: 1 -; криві 2, 3 і 4 відносяться до IR*, IL* і при , відповідно
Отримані результати дали змогу розрахувати залежності ступенів поляризації електронів у зоні провідності та на домішковому рівні від зовнішніх і внутрішніх параметрів системи. На рис. 2 у якості прикладу представлено розподіл за товщиною l зразка при різних поляризаціях світлової хвилі. Видно, що при не залежно від типу поляризації світла набуває максимального значення, а потім повільно спадає.
Зауважимо, що для InP:Fe зазначений інтервал товщин відповідає експериментальним значенням дифузійної довжини неосновних носіїв.
Важливо, що набуває найбільшого значення = 47 % для ліво-поляризованого світла, проміжне - для лінійного та найменше - для правополяризованого світла. У граничному випадку ступінь спінової поляризації прямує до свого стаціонарного просторово-однорідного значення . Показано, що в інтервалі збільшення оберненого часу довготривалої релаксації спінової підсистеми зонних електронів зближує між собою значення ступеня спінової поляризації електронів для різних типів поляризації світла, зменшуючи при цьому нелінійно величину для ліво-поляризованої хвилі, збільшуючи - при правополяризованій і майже не змінюючи для лінійно-поляризованої світлової хвилі. Збільшення приводить до незначних у кількісному вираженні, але до протилежних у якісному характері змін у порівнянні зі змінами цього коефіцієнта при збільшенні для різних типів поляризованого світла.
При дослідженні впливу гріючого носії електричного поля на процеси спінової поляризації в модельному напівпровіднику InP:Fe запропоновано емпіричну формулу, яка з максимальною похибкою в два відсотки описує експериментальні польові залежності нп(Е) - дрейфової рухливості електронів при різних концентраціях легуючої домішки. Це дало змогу не тільки встановити залежності електронної температури носіїв () та часу релаксації зонних електронів за механізмом Дяконова-Переля () від напруженості електричного поля, але і детально вивчити особливості стаціонарних просторово неоднорідних розподілів концентрації зонних електронів і степеня їх спінової поляризації залежно від напруженості гріючого електричного поля, поляризації та інтенсивності світлової хвилі, а також концентрації домішки.
Установлено, що при концентрації домішкових центрів NT=1020 м-3 для всіх типів поляризації світлової хвилі криві мають максимум, величина якого найбільша (? 60 %) для лівополяризованої світлової хвилі. Характерно, що врахування в теоретичних розрахунках процесів спінової релаксації зонних електронів за механізмом Дяконова-Переля приводить до незначного (~1 %) збільшення ступеня їх спінової поляризації для лівополяризованої світлової хвилі і помітного (на 2.0-2.5 %) зменшення для право- та лінійно-поляризованих хвиль.
Показано, що збільшення часів довготривалої релаксації спінів зонних електронів () від 10-10с до 10-7с при сумісній дії гріючого носії електричного поля та лівополяризованого світлового опромінення може привести при NT=1020 м-3 до збільшення величини від 57 до 63 відсотків. При цьому збільшення часів довготривалої релаксації спінів магнітних іонів () у інтервалі від 10-10с до 10-7с при сталих значеннях усіх інших керуючих параметрів може зменшити теоретичну величину від 92 до 58 відсотків. Іншими словами, ступінь спінової поляризації електронів у напівмагнітних напівпровідниках у гріючих полях значно залежить від часів протікання процесів спінової релаксації як у підсистемі електронів зони провідності, так і магнітних іонів, а сам факт прикладання до напівпровідника гріючого носії електричного поля, окрім наявності лівополяризованого світла, може суттєво збільшити ступінь спінової поляризації зонних електронів (для InP:Fe від 47 % у слабих електричних полях до ? 60 % - у гріючих полях).
На рис. 3 представлено залежності для ліво-поляризованої світлової хвилі при двох різних концентрацях NT домішкових центрів. Видно, що зі збільшенням NT від 1020 м-3 до 1021 м-3 величина зменшується на 8 %, що зумовлено майже еквівалентним зменшенням електронної температури зі збільшенням концентрації електронів. При цьому для більшої концентрації домішок залежність:
.
Рис. 3. Залежність для IL*=3 при різних NT: 1 - NT=1020 м-3, 2 - NT=1021 м-3. На вставці - дослідні дані [4]з польової залежності фотолюмінісценції GaAs при 6К
Es - напруженість поля насичення дрейфової швидкості електронів стає більш пологою і якісно узгоджується з дослідними даними [4] для залежності ступеня поляризації фотолюмінісценції GaAs у гріючих полях (вставка на рис. 3).
У четвертому розділі наводяться результати досліджень трансформації станів електронів провідності у фазовому просторі та залежностей еволюційних параметрів системи (показника Ляпунова та розмірності Хаусдорфа) і ступеня спінової поляризації зонних електронів від величини напруженості електричного поля при врахуванні дії ліво-поляризованої світлової хвилі.
Розв'язки вихідної нестаціонарної системи диференційних рівнянь (1)-(2) шукалися у вигляді розкладу фазових змінних у ряд Фур'є поблизу їх стаціонарних просторово однорідних і неоднорідних розподілів уздовж зразка:
,
, (4)
,
де і , і та і - дійсні (mR) і уявні (mI) амплітуди при m-тих гармоніках коливань концентрацій зонних електронів і на домішковому рівні та електричного поля, відповідно; а - хвильове число.
Обмежуючись у розкладах (4) трьома гармоніками (М = 3), одержано систему з 24 диференційних і 5 алгебраїчних рівнянь стосовно фазових змінних. Розв'язок системи диференційних рівнянь знаходився методом Рунге-Кутта четвертого порядку, а алгебраїчні рівняння використовувалися для перевірки правильності числових розрахунків. При цьому створено програмне забезпечення з розвиненим інтерфейсом для розрахунку просторово-часових розподілів концентрації зонних електронів і ступеня їх спінової поляризації залежно від величини керуючих параметрів. При розрахунках, як і вище, використовувалися параметри модельного напівпровідника InP:Fe. Показано, що обмеження трьома гармоніками у розкладах (4) забезпечує збіжність числових результатів з максимальною похибкою до 2 %. спінова поляризація домішкове напівпровідник
У випадку слабого електричного поля показано, що врахування в (4) стаціонарних просторово неоднорідних розподілів фазових змінних, аналітичні вирази для яких знайдено у попередньому розділі, у порівнянні зі стаціонарними просторово-однорідними розподілами не змінює одно модульного хвилеподібного характеру просторово-часової залежності n(x,t), але приводить до збільшення нестаціонарної її величини майже вдвічі, а також зумовлює помітний зсув фази коливань у бік більших довжин хвиль і суттєве зменшення амплітуди коливань. При цьому величина не тільки зростає (для InP:Fe від ?44 % до ?50 %), але і стає практично постійною за довжиною зразка. Важливо, що при врахуванні в (4) стаціонарних просторово-неоднорідних розподілів фазових змінних величини n(x,t) і стають майже незалежними від і у широкому інтервалі зміни їх значень.
Рис. 4. Просторово-часовий розподіл n(x,t) при фіксованих значеннях керуючих параметрів
У випадку гріючих електричних полів у розкладах (4) через значні обчислювальні труднощі враховувалися лише стаціонарні просторово однорідні розподіли фазових змінних. Показано, що в даному наближенні просторово-часові розподіли n(x,t) (відповідно і для ) носять складний коливний характер і являють собою суперпозицію високо- і низькочастотних гармонік з різними амплітудами (рис. 4).
З метою встановлення еволюції фазових станів досліджуваної системи розраховано біфуркаційні діаграми та трансформацію її фазових портретів залежно від величин керуючих параметрів. На рис. 5 наведено біфуркаційну діаграму для концентрації зонних електронів при зміні напруженості електричного поля та вигляд фазових портретів у найбільш характерних точках цієї діаграми при NT=1020 м-3 і . Видно, що в слабих електричних полях (Е<1.5Es) досліджувана система може знаходитися у п'ятьох станах, що відповідає наведеним у другому розділі результатам щодо стійкості стаціонарних просторово-однорідних станів стосовно невеликих і просторово-часових збурень. При напрузі Е=1.5Es, яка відповідає максимальному значенню дрейфової швидкості на залежності нп(Е), всі стани вироджуються, а при збільшенні напруженості поля, коли починається область від'ємної диференційної провідності, - виродження знімається і відбувається перехід до п'яти фазових станів. Характерно, що в інтервалі полів 2.8 Es<Е<4.1Es у системі існує детермінований хаос, оскільки фазові портрети при цьому являють собою замкнуті траєкторії (рис. 5, портрети д і е). При Е>4.1Es система знову повертається до п'яти фазових станів, два з яких майже збігаються. Зауважимо, що один із зазначених п'яти станів не змінюється з ростом напруженості електричного поля і відповідає стаціонарному просторово однорідному розподілу концентрації зонних електронів у слабких електричних полях.
Рис. 5. Біфуркаційна діаграма n(E) та вигляд фазових портретів у її характерних точках
Важливо, що досліджувана система у всій області розглядуваних електричних полів стійка. Про це свідчать, зокрема, великі за модулем від'ємні значення максимального показника Ляпунова m та малі величини розмірності Хаусдорфа D (рис. 6).
Розрахована за даними рис. 5, біфуркаційна діаграма засвідчує, що при Е<7.0Es для ступеня спінової поляризації існують два інтервали з невеликим розкидом значень, які при збільшенні напруженості поля наближаються один до іншого (рис. 7).
Рис. 6. Залежності m та D від величини напруженості електричного поля
Рис. 7. Біфуркаційна діаграма за даними рис. 5
При цьому для Е<1.5Es середнє значення інтервалу з меншими добре корелює з величиною цього параметру, одержаною нами у другому розділі при розгляді стаціонарних просторово однорідних розподілів змінних системи (рис. 1). Характерно, що при Е>7.0Es значення детерміновано хаотизуються, що відповідає залежності D(E) у цьому інтервалі полів (рис. 6).
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ
Цілеспрямоване вивчення процесів спінової поляризації у напівмагнітних напівпровідниках залежно від інтенсивності та типу поляризації світлової хвилі, частота якої задовольняє умову домішкового поглинання, концентрації легуючої домішки, напруженості зовнішнього електричного поля та часів процесів довготривалої релаксації дало можливість виявити закономірності цих впливів, отримати такі результати та зробити висновки:
1. Запропоновано адекватну реальним процесам фізичну модель часової динаміки спінової підсистеми в напівмагнітних напівпровідниках з домішковим рівнем, створеним атомами магнітної домішки, при врахуванні процесів генерації та рекомбінації носіїв і довготривалої релаксації їх спінів в умовах, коли на напівпровідник діють поляризована світлова хвиля та гріюче електричне поле.
2. У стаціонарному просторово однорідному стані при слабих електричних полях ступінь спінової поляризації зонних електронів у напівмагнітному напівпровіднику з параметрами InP:Fe найбільший для лівополяризованої світлової хвилі через більшу ймовірності переходів домішковий рівень-зона провідності електронів зі спіном вверх, ніж зі спіном вниз, визначається часами процесів спінової релаксації в зоні дозволених енергій і майже не залежить від типу релаксаційних процесів у підсистемі магнітних іонів.
3. У стаціонарному просторово неоднорідному стані при слабих електричних полях ступінь спінової поляризації електронів зони провідності за наявності лівополяризованої світлової хвилі досягає максимального значення (= 47 % для InP:Fe) при співрозмірних з дифузійною довжиною неосновних носіїв товщинах через зростання при освітленні концентрації спін-поляризованих дірок.
4. Прикладання до напівмагнітного напівпровідника, окрім ліво-поляризованого світла, гріючого носії електричного поля через збільшення кількості переходів рівень-зона електронів зі спіном вверх може суттєво збільшити величину (для InP:Fe від 47 % у слабих полях до ? 60 % - у гріючих полях).
5. Врахування механізму релаксації Дяконова-Переля у області гріючих полів при дії лівополяризованої світлової хвилі приводить для InP:Fe до невеликого збільшення (~1 %) та більш помітного (~2-2.5 %) зменшення ступеня спінової поляризації зонних електронів для право- і лінійно-поляризованих хвиль.
6. Збільшення концентрації легуючої домішки при дії на напівмагнітний напівпровідник гріючого носії електричного поля та циркулярно-поляризованого світла приводить до суттєвого зменшення максимального значення ступеня спінової поляризації зонних електронів (майже на 8 % для InP:Fe), яке зумовлено майже еквівалентним зменшенням електронної температури.
7. Спінова підсистема у InP:Fe в актуальній області електричних полів стійка до зміни зовнішніх факторів і залежно від значень напруженості поля може знаходитися у п'яти стійких станах, у п'ятикратно виродженому стані або у стані детермінованого хаосу.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Gorley P.M., Dugaev V.K., Barnas J., Horley P.P., Mysliuk O.M. Spin polarization and relaxation in a semiconductor with impurity absorption of circularly polarized light// J. Phys. Cond. Mat. - 2007. - Vol. 19 - P. 266205.
2. Gorley P.M., Mysliuk O.M., Vieira M., Horley P.P., Dugaev V.K., and Barnas J. Spin polarization of a dilute magnetic semiconductor with the optical excitation of impurity levels// Ukr. J. Phys. Opt. - 2008. - Vol.9, No. 1 - P. 62.
3. Gorley P.M., Dugaev V.K., Barnas J., Vieira M., Horley P.P., Mysliuk O.M. Spin polarization of diluted magnetic semiconductors under the impurity photoexcitation// Mater. Res. Soc. Symp. Proc. - 2007. - Vol. 999.
4. Горлей П.М., Мислюк О.М., Вієіра М., Горлей П.П., Дугаєв В.К., Барнас Ж. Динамічна оптична спінова поляризація електронів у напівмагнітному напівпровіднику // Сенсорна електроніка і мікросистемні технології. - 2008. - №. - С. 14.
5. Myslyuk O.M., Gorley P.M., Dugaev V.K., Barnas J., Horley P.P. Spin polarization and relaxation of the electrons in semiconductor under impurity absorption of polarized light// XXXV International school on the physics of semiconducting compounds Jaszowiec 2006. - Ustrуn - Jaszowiec. - 2006. - P. 204.
6. Горлей П.М., Мислюк О.М. Спінова поляризація електронів при домішковій фотопровідності// 2-а Міжнародна науково-технічна конференція "Сенсорна електроніка та мікросистемні технології" (СЕМСТ-2). - Одеса. - 2006. - С. 76.
7. Mysliuk O.M., Gorley P.M., Dugaev V.K., Barnas J. and Horley P.P. State dynamics of non-equilibrium spin subsystem under optical polarization of electrons// 3rd International conference on materials science and condensed matter physics. - Chisinau. - 2006. - P. 210.
8. Gorley P.M., Dugaev V.K., Barnas J., Vieira M., Horley P.P., Mysliuk O.M. Spin polarization of diluted magnetic semiconductors under the impurity photoexcitation// MRS Spring Meeting - San Francisco - 2007.
9. Gorley P.M., Dugaev V.K., Dobrowolski W.D., Barnas J., Horley P.P. and Mysliuk O.M. The Model of Spin Polarization Processes for Diluted Magnetic Semiconductor with Photo-Excitation of Impurity Levels// XXXVI International school on the physics of semiconducting compounds. - Ustrуn - Jaszowiec. - 2007. - P. 212.
10. Горлей П.М., Мислюк О.М., Горлей П.П. Поляризація спінової підсистеми напівмагнітного напівпровідника під дією монохроматичної світлової хвилі// Міжрегіональний науковий семінар "Сучасні проблеми електроніки" - Львів - 2008. - С. 18.
11. Gorley P.M., Dugaev V.K., Mysliuk O.M., Horley P.P., Dobrowolski W.D., and Barnas J. Electro-optical polarization of electrons in diluted magnetic semiconductors//XXXVII International school on the physics of semiconducting compounds "Jaszowiec 2008". - Ustrуn - Jaszowiec. - 2008. - P. 39.
12. Горлей П.М., Дугаєв В.К., Мислюк О.М., Горлей П.П., Вієіра М., Барнас Ж. Оптична спінова поляризація в напівмагнітних напівпровідниках у гріючих електричних полях// 3-а Міжнародна науково-технічна конференція "Сенсорна електроніка та мікросистемні технології" (СЕМСТ-3). - Одеса. - 2008.
Список цитованої літератури:
13. Zutiж I. Spintronics: fundamentals and applications/ I. Zutiж, S. Fabian and S. Das Sarma // Rev. Mod. Phys. - 2004 - Vol. 76. - P. 323-410.
14. Meier F. Optical Orientation / Meier F. and Zakharchenya B.P. - North-Holland, Amsterdam, 1984.
15. Александров И.В. Теория магнитной релаксации. Релаксация в жидких и твердых неметаллических параметнетиках / Александров И.В.. - М.: Наука, 1975. - 400 с.
16. Sanada H. Drift transport of spin-polarized electrons in GaAs / H. Sanada, I. Arata,Y. Ohno, et al.//J.of Superconductivity. - 2003. - Vol. 16. - P. 217-219.
АНОТАЦІЯ
Мислюк О.М. Оптична спінова поляризація електронів у напівмагнітних напівпровідниках при домішковому поглинанні. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2008.
Дисертація присвячена встановленню закономірностей комбінованого впливу типу та параметрів поляризованої світлової хвилі, що задовольняє умови домішкового поглинання, величини напруженості гріючого носії заряду електричного поля, а також процесів довготривалої спінової релаксації в зоні провідності та на домішковому рівні на ступінь спінової поляризації зонних електронів у напівпровідниках з домішковим рівнем, що створено елементом з незаповненою 3d- або 4f-оболонкою. Показано, що у стаціонарному просторово однорідному стані при слабих електричних полях ступінь спінової поляризації зонних електронів () у InP:Fe найбільший для лівополяризованої світлової хвилі, визначається процесами спінової релаксації в зоні провідності і майже не залежить від типу релаксаційних процесів у підсистемі магнітних іонів. Установлено, що у стаціонарному просторово неоднорідному стані при слабих електричних полях максимальне значення (?47 % для InP:Fe) досягається при співрозмірних з дифузійною довжиною неосновних носіїв товщинах. Виявлено, що прикладання, окрім лівополяризованого світла гріючого носії електричного поля може суттєво збільшити (для InP:Fe від 47 % у слабих полях до ? 60 % - у гріючих полях).
Ключові слова: спінтроніка, напівмагнітний напівпровідник, спінова поляризація, довготривала спінова релаксація, поляризована світлова хвиля, гріюче носії електричне поле.
АННОТАЦИЯ
Мыслюк О.М. Оптическая спиновая поляризация электронов в полумагнитных полупроводниках при примесном поглощении. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2008.
Диссертация посвящена установлению закономерностей влияния типа и параметров поляризованной световой волны, частота которой удовлетворяет условиям примесного поглощения, напряженности греющего носители заряда электрического поля, а также процессов долговременной спиновой релаксации в зоне проводимости и на примесном уровне на степень спиновой поляризации зонных электронов в полумагнитных полупроводниках с примесным уровнем, созданным химическим элементом с незаполненной 3d- или 4f-оболочкой.
В работе предложена адекватная реальным процессам физическая модель временной динамики спиновой подсистемы в полумагнитных полупроводниках при учете процессов генерации и рекомбинации носителей и долговременной релаксации в условиях, когда на полупроводник действуют поляризованная световая волна и греющее носители электрическое поле. Показано, что в слабых электрических полях и стационарном пространственно-однородном состоянии степень спиновой поляризации зонных электронов в полупроводнике с параметрами InP:Fe зависит от процессов релаксации спинов в зоне проводимости и почти не зависит от типа релаксационных процессов в подсистеме магнитных ионов, принимая максимальное значение для лево-поляризованной световой волны. Установлено, что в стационарном пространственно-неоднородном состоянии и слабых электрических полях достигает максимального значения (?47 % для InP:Fe) при соизмеримых с диффузионной длиной толщинах. Для модельного полупроводника InP:Fe предложена формула, которая с точностью до 98 % описывает полевые зависимости дрейфовой подвижности электронов. Показано, что совместное действие лево-поляризованной световой волны и греющего носители электрического поля приводит к существенному увеличению степени спиновой поляризации зонных электронов (для InP:Fe от 47 % в слабых полях до ? 60 % - в греющих полях). Выявлено, что учет в теоретических расчетах механизма релаксации Дьяконова-Переля в области греющих электрических полей при действии лево-поляризованной световой волны приводит для InP:Fe к небольшому увеличению (~1 %) и более весомого (~2-2.5 %) уменьшения степени спиновой поляризации зонных электронов для право- и линейно-поляризованных волн. Установлено, что увеличение концентрации легирующей примеси при действии на полумагнитный полупроводник греющего носители электрического поля и циркулярно-поляризованной световой волны приводит к существенному уменьшению максимального значения (почти на 8 % для InP:Fe). Показано, что спиновая подсистема в полумагнитном полупроводнике в актуальной области напряженностей электрических полей является устойчивой до изменения внешних факторов и в зависимости от значений напряженности поля может находиться в пяти устойчивых состояниях, либо в пятикратно вырожденном состоянии или в состоянии детерминированного хаоса.
Ключевые слова: спинтроника, полумагнитный полупроводник, спиновая поляризация, долговременная спиновая релаксация, поляризованная световая волна, греющее носители электрическое поле.
SUMMARY
Mysliuk O.M. Optical spin polarization of electrons in diluted magnetic semiconductor under impurity absorption. - Manuscript.
Dissertation for the Ph.D. degree in physics and mathematics, specialization 01.04.10 - physics of semiconductors and insulators. - Yuri Fed'kovych Chernivtsi National University, Chernivtsi, 2008.
The dissertation work determined the regularities of a combined influence of an incident light-wave (with different type, parameters and polarization ensuring impurity absorption), carrier-warming electric field and long-term spin relaxation processes (at the conduction band and impurity level) on the polarization degree for band electrons in semiconductor with an impurity level formed by the element with incomplete 3d- or 4f-shell. It was shown that for the model material InP:Fe, in the stationary space-homogeneous state and weak electric fields, spin polarization degree h for band electrons is largest under illumination with left-hand polarized light; it is defined by the spin relaxation processes in conductivity band that are practically independent on the relaxation type in magnetic ion subsystem. It was found that in the stationary space-inhomogeneous state under weak electric fields, the maximal value of he ?47 % for InP:Fe can be achieved for the device thickness comparable with carrier diffusion length. The application of carrier-warming electric field together with sample illumination with left-hand polarized light leads to a significant increase of he from 47 % in weak fields to he ? 60 % in carrier-warming fields (model material InP:Fe).
Keywords: spintronics, diluted magnetic semiconductor, spin polarization, long-term spin relaxation, polarized light wave, carrier-warming electric field.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Суть поняття екситону як квазічастинки. Рівняння Шредінгера для електрона й дірки, основи закону Кулона. Визначення енергії зв'язку екситону, перенос електричного заряду й маси, ефективність поглинання й заломлення світла на частоті екситонного переходу.
реферат [507,2 K], добавлен 26.09.2009Дослідження засобами комп’ютерного моделювання процесів в лінійних інерційних електричних колах. Залежність характеру і тривалості перехідних процесів від параметрів електричного кола. Методики вимірювання параметрів електричного кола за осцилограмами.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 10.05.2013Природа світла і закони його розповсюдження. Напрямок коливань векторів Е і Н у вільній електромагнітній хвилі. Світлові хвилі, поляризація світла. Поширення світла в ізотропному середовищі. Особливості відображення і заломлення на межі двох середовищ.
реферат [263,9 K], добавлен 04.12.2010Закони постійного струму. Наявність руху електронів у металевих проводах. Класифікація твердих тіл. Механізм проходження струму в металах. Теплові коливання грати при підвищенні температури кристала. Процес провідності в чистих напівпровідниках.
реферат [33,6 K], добавлен 19.11.2016Потенціальна та власна енергія зарядів. Еквіпотенціальні поверхні. Зв’язок напруженості поля та потенціалу. Залежність роботи електростатичного поля над зарядом від форми і довжини шляху. Закон збереження енергії. "Мінімальні" розміри електронів.
лекция [358,5 K], добавлен 15.04.2014Розгляд сегнетоелектриків як діелектриків, що відрізняються нелінійною залежністю поляризації від напруженості поля; їх лінійні і нелінійні властивості. Характеристика основних груп сегнетоелектриків і антисегнетоелектриків: киснево-октаедричні і водневі.
курсовая работа [6,5 M], добавлен 12.09.2012Первинні і вторинні параметри лінії, фазова швидкість і довжина хвилі. Найбільша довжина при допустимому затуханні. Коефіцієнт відбиття від кінця лінії. Коефіцієнт бігучої хвилі. Розподілення напруги і струму вздовж лінії. Значення хвильового опору.
контрольная работа [213,9 K], добавлен 27.03.2012Явище термоелектронної емісії – випромінювання електронів твердими та рідкими тілами при їх нагріванні. Робота виходу електронів. Особливості проходження та приклади електричного струму у вакуумі. Властивості електронних пучків та їх застосування.
презентация [321,1 K], добавлен 28.11.2014Поширення коливань в однорідному пружному середовищі. Рівняння плоскої гармонійної хвилі. Енергія хвилі. Вектор Умова. Інтерференція хвиль. Стоячі хвилі. Хвилі поздовжні і поперечні. Форма фронта хвилі. Процес поширення хвилі в якому-небудь напрямі.
лекция [256,9 K], добавлен 21.09.2008Електричні заряди: закон збереження, закон Кулона. Напруженість електричного поля. Провідники і діелектрики в електростатичному полі. Різниця потенціалів. Зв’язок між напруженістю та напругою. Електроємність конденсатора та енергія електричного поля.
задача [337,9 K], добавлен 05.09.2013Теорія поглинання світла молекулами. Апаратура для вимірювання поглинання у видимому та ультрафіолетовому світлі. Методика спектрофотометричних вимірювань. Фактори, що впливають на абсорбціонні властивості хромофора. Поглинання поляризованого світла.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 31.10.2014Вибір напівпровідникового перетворювача, розрахунок параметрів силового каналу вантажопідйомного візка. Вибір електричного двигуна та трансформатора. Розрахунок статичних потужностей механізму, керованого перетворювача, параметрів механічної передачі.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 01.03.2013Теоретичний аналіз стійкості системи "полум'я та розряд" стосовно малих збурювань, ефективність електричного посилення, плоскі хвилі збурювання. Вивчення впливу електричного розряду на зону горіння вуглеводних палив, розрахунок показника переломлення.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 21.11.2010Напівпровідники як речовини, питомий опір яких має проміжне значення між опором металів і діелектриків. Електричне коло з послідовно увімкнутих джерела струму і гальванометра. Основна відмінність металів від напівпровідників. Домішкова електропровідність.
презентация [775,8 K], добавлен 23.01.2015Поняття та загальна характеристика індукційного електричного поля як такого поля, що виникає завдяки змінному магнітному полю (Максвел). Відмінні особливості та властивості індукційного та електростатичного поля. Напрямок струму. Енергія магнітного поля.
презентация [419,2 K], добавлен 05.09.2015Закон повного струму. Рівняння Максвелла для циркуляції вектора напруженості магнітного поля. Використання закону для розрахунку магнітного поля. Магнітний потік та теорема Гаусса. Робота переміщення провідника із струмом і контуру у магнітному полі.
учебное пособие [204,9 K], добавлен 06.04.2009Фізична сутність явища інтерференції світла. Перевірка якості обробки поверхонь. Поняття дифракційної решітки. Поляризація світла. Поляроїд як оптичний прилад у вигляді прозорої плівки. Основна перевага поляроїдів перед поляризаційними призмами.
презентация [346,8 K], добавлен 28.04.2014Поняття хвильових процесів, їх сутність і особливості, сфера дії та основні властивості. Різновиди хвиль, їх характеристика та відмінні риси. Методика складання та розв’язання рівняння біжучої хвилі. Сутність і умови виникнення фазової швидкості.
реферат [269,7 K], добавлен 06.04.2009Моделі структур в халькогенідах кадмію і цинку. Області існування структур сфалериту і в’юрциту. Радіуси тетраедричних і октаедричних порожнин для сфалериту і в’юрциту. Кристалічна структура і антиструктура в телуриді кадмію. Кристалоквазіхімічний аналіз.
дипломная работа [281,1 K], добавлен 09.06.2008Характеристика електрообладнання об’єкта, розрахунок параметрів електричного освітлення. Вибір схеми електропостачання та його обґрунтування, розрахунок навантажень. Вибір числа і типу силових трансформаторів. Параметри зони захисту від блискавки.
курсовая работа [66,4 K], добавлен 17.02.2014
