Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://phys.msu.ru/rus/students/gosexam/magisr.nanosistem.doc Дата изменения: Sat Apr 2 01:15:43 2016 Дата индексирования: Sun Apr 10 00:45:44 2016 Кодировка: koi8-r

Утверждено
решением Ученого Совета
физического факультета МГУ

27.03.2008

Декан
физического факультета МГУ
профессор



В.И. Трухин



Программа Государственного экзамена по подготовке магистра по направлению
«Физика наносистем» 510428
1. Классификация низкоразмерных систем. Квантовые ямы и сверхрешетки.
Квантовые нити. Квантовые точки. Методы формирования и примеры
низкоразмерных систем и наноструктур. Квантовый размерный эффект.
Приближение эффективной массы. Функция плотности состояний 3D, 2D, 1D и
0D-размерных систем.
2. Квантовый характер колебаний решетки. Импульс фонона. Оптические и
акустические фононы. Оптические свойства кристаллов в ИК-области спектра.
Нули и полюсы диэлектрической функции. Поляритоны. Локальные фононы.
Фононы в сверхрешетках.
3. Квантование энергетического спектра свободных электронов в магнитном
поле. Уровни Ландау. Спиновое расщепление уровней Ландау. Траектория
движения электрона в кристалле в магнитном поле в пространстве импульсов
и в реальном пространстве.
4. Распределение квантованных магнитным полем электронов в пространстве
импульсов. Спектральная плотность состояний электронов в магнитном поле.
Квантовые осцилляционные эффекты. Эффект Шубникова-де Гааза, эффект де
Гааза-ван Альфена.
5. Магнитнетизм низкоразмерных структур. Магнитные многослойные системы.
Обменное смещение. Обменно-связанные магнитомягкие подслои для сред
хранения информации. Гигантское магнитное сопротивление.
Антиферромагнитная связь. Магнитные нанонити (1D системы).
6. Микромагнетизм нанокристаллических ферромагнетиков. Теория Герцера.
Модель хаотической анизотропии. Наведенная магнитная анизотропия.
Микромагнитный риппл. Теория Хоффманна. Внутренние поля рассеяния.
7. Магнитные наноточки. Методы получения магнитных наноточек. Метод
электрохимического осаждения. Нанолитография с пористой окисью алюминия.
Намагниченность наноточек. Теория и численное моделирование
микромагнитной структуры наноточек.
8. Магнетизм наночастиц. Самоорганизованные суперрешетки магнитных частиц.
Магнитные свойства. Суперпарамагнетизм.
9. Спинтроника. Магнитные полупроводники в спинтронике. Магнитные
туннельные переходы. Точечный контакт. Сверхпроводящий туннельный переход
(метод Тедрова-Месервея). Переходные металлы в II-VI и III-V
полупроводниках. Магнитные туннельные переходы. Точечный контакт.
Сверхпроводящий туннельный переход (метод Тедрова-Месервея).
10. Устройства спинтроники. Инжекция спина и спиновый транспорт в
полупроводниковых устройствах спинтроники. Спин-поляризованный полевой
транзистор.
11. Молекулярно-лучевая эпитаксия и технология получения полупроводниковых
сверхрешеток и гетероструктур. Однородное, модулированное и дельта-
легирование. Инверсионные слои и аккумуляционные слои в структурах
"металл-диэлектрик-полупроводник". Гетероструктуры, квантовые ямы.
Размерное квантование при дельта-легировании.
12. Поляризуемость, экранирование, плазмоны в двумерных структурах.
Целочисленный квантовый эффект Холла и его метрологические приложения.
Дрейфовый резонанс в квантовом эффекте Холла.
13. Многочастичные эффекты, дробный квантовый эффект Холла. Квантовые
поправки к проводимости, слабая локализация двумерных электронов.
Флуктуации проводимости.
14. Полупроводниковые сверхрешетки. Классификация сверхрешеток.
Композиционные одномерные сверхрешетки. Легированные сверхрешетки.
Энергетический спектр сверхрешетки, зависимость электронной плотности
состояний от размерности и энергии. Минизоны. Управление электронным
энергетическим спектром на примере сверхрешетки GaAs/GaAlAs.
15. Особенности электропроводности вдоль слоев и вдоль оси сверхрешетки,
туннелирование. Особенности квантовых осцилляционных эффектов в
сверхрешетках и двумерных структурах.
16. Экситоны в низкоразмерных структурах. Экситоны Ванье-Мотта и Френкеля
в трехмерных кристаллах. Особенности экситонного спектра в низкоразмерных
структурах. Трионы в квантовых точках.
17. Динамика экситонов в ансамблях полупроводниковых нанокристаллов.
Феноменологические модели возбуждения и рекомбинации неравновесных
носителей заряда в полупроводниковых наноструктурах.
18. Распространение света в периодических средах. Фотонные кристаллы.
Микрорезонаторы. Оптическая анизотропия периодических сред.
19. Элементы спиновой оптики. Спин-зависимая рекомбинация. Спин-орбитальное
взаимодействие и оптическая ориентация спинов в полупроводниках и
полупроводниковых наноструктурах. Фотогальванические спин-зависимые
явления: циркулярный и линейный фотогальванические эффекты.
20. Элементы оптоэлектроники на основе квантово-размерных структур. Лазеры
на двойных гетероструктурах. Фоточувствительные nipi-структуры.
Фотоприемники на квантовых ямах. Лавинные фотодиоды на системе квантовых
ям.
21. Физические принципы работы основных элементов микро- и наноэлектроники.
Транзисторы с резонансным туннелированием. Транзистор с резонансно-
туннельным эмиттером. Резонансно-туннельный транзистор на квантовой
точке. Баллистический транспорт и возможности его использования в
наноэлектронике.
22. Одноэлектронные приборы. Одноэлектронный транзистор. Одноэлектронные
элементы цифровых схем.
23. Взаимодействие открытых поверхностей монокристаллов, микро- и
наноструктур с газами и парами. Адсорбционные взаимодействия. Физическая
и химическая адсорбция. Обратимая и необратимая, локализованная и
делокализованная адсорбции. Формирование адсорбционной фазы. Изотермы
адсорбции. Моно- и полимолекулярная адсорбция, капиллярная конденсация.
Адсорбционные методы определения удельной поверхности и пористости
твердых тел. Особенности адсорбционных процессов в микро- и
наноструктурах.
24. Электронная оже-спектроскопия. Оже процессы. Энергетическая ширина и
глубина выхода оже-электронов. Факторы, влияющие на интенсивность эмиссии
оже-электронов. Аппаратура. Изучение адсорбции и осаждения тонких пленок.
Послойный анализ в сочетании с распылением.
25. Физика полупроводниковых сенсоров. Классификация и характеристики
реальных полупроводниковых сенсоров. Применение наноструктур для
повышения чувствительности полупроводниковых сенсоров. Биосенсоры.
26. Методы и средства измерений линейных размеров в нанометровом диапазоне.
Метрологическое обеспечение изменений длины в микрометровом и
нанометровом диапазонах и их внедрение в микроэлектронику и
нанотехнологию.
27. Исследование дефектов в кристаллах методом ЭПР. Особенности применения
метода ЭПР для изучения спиновых центров в неупорядоченных твердых телах
и низкоразмерных твердотельных системах.
28. Основы Фурье-спектроскопии систем пониженной размерности. Типы
экспериментальных спектров. Спектры пропускания, отражения и поглощения
тонких пленок. Основные понятия молекулярной спектроскопии.
29. Просвечивающая электронная микроскопия. Основные процессы при
взаимодействии электронов с веществом. Характеристики электронного пучка.
Источники электронов (электронные пушки). Источник с термоэлектронной
эмиссией. Автоэмиссионные источники. Регистрация электронов и
изображения. Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия.
30. Принципы работы сканирующих зондовых микроскопов. Физические принципы
работы основных сканирующих зондовых микроскопов: сканирующего
туннельного, сканирующего атомно-силового, сканирующего оптического в
ближнем поле. Методы формирования и обработки изображений. Использование
различных физических эффектов для построения других типов сканирующих
зондовых микроскопов.
31. Применение сканирующей зондовой микроскопии для целей нанотехнологии.
Методы манипуляции атомами и молекулами на поверхности. Локальная
модификация поверхности. Создание поверхностных наноструктур методами
СЗМ.
32. Туннельные процессы в низкоразмерных системах. Радиус локализации и
энергия локальных состояний в низкоразмерных системах. Туннельный эффект.
Неравновесные туннельные процессы. Влияние неравновесных процессов на
измерения сканирующей туннельной микроскопии и сканирующей туннельной
спектроскопии.
33. Локальные эффекты в оптической микроскопии ближнего поля. Локальные
эффекты поляризационного контраста в оптической микроскопии и
поляриметрии ближнего поля. Локальные магнитооптические эффекты.
Исследование локальной люминесценции наноструктур. Диагностика
пространственного распределения светового поля вблизи наноструктур.
Влияние поверхностных плазмонов на формирование изображения в ближней
зоне. Формирование оптических вихревых структур
34. Компоненты нано- и микросистемной техники. Элементный базис изделий
микросистемной техники. Сенсорные элементы микросистемной техники.
Микронасосы. Интегральные микрозеркала. Интегральные микромеханические
ключи. Интегральные микродвигатели.