„Új kísérletek a nanofizikában” változatai közötti eltérés

A lap 2011. február 24., 09:38-kori változata

Előadók

Dr. Halbritter András és Dr. Csonka Szabolcs

Tematika

Az elmúlt évtizedben az elektronikai eszközök miniatürizálása áttörő fejlődésen ment keresztül. A mindennapjainkban használt készülékek építőkövei már súrolják a nanométeres mérethatárt, így a további méretcsökkentés nem egyszerű technológiai probléma. A nanométeres méretskálán az elektronok koherens viselkedése és kölcsönhatása, ill. az anyag atomi kvantáltsága számos új jelenséget eredményez, melyek feltérképezése és megértése a nanofizikai alapkutatás komoly kihívása. A kurzus ezen jelenségkörökbe kíván bepillantást nyújtani, elsősorban új kísérleti eredmények bemutatásán és szemléletes megértésén keresztül.

Bevezetés, félvezető nanoszerkezetek készítése (1. óra)

Karakterisztikus méretskálák a nanofizikában; félvezető ipar fejlődése; félvezető heteroátmenetek, kétdimenziós elektrongáz; nanostruktúrák készítése

Nanovezetékek (2-3. óra)

Diffúzív és ballisztikus nanovezetékek; ballisztikus transzportkísérletek; kvantum vezetékek - Landauer formalizmus; vezetőképesség kvantálás; 4-pont ellenállás mérése; kölcsönhatási jelenségek nanovezetékekben

Interferencia-jelenségek nanoszerkezetekben (4. óra)

Ellenállások koherens és inkoherens sorba kapcsolása egycsatornás nanovezetékben; Aharonov - Bohm effektus mezoszkópikus gyűrűkben; környezet miatti koherenciavesztés; vezetőképesség fluktuációk; gyenge lokalizáció; elektron - elektron kölcsönhatás diffúzív vezetőkben

Atomi méretű kontaktusok vizsgálata a mezoszkópikus fizika eszköztárával (5. óra)

Kísérleti módszerek; egyatomos kontaktus vezetőképessége, mezoszkópikus PIN-kód: vezetőképesség kvantálás, sörét zaj, subgap struktúra, vezetőképesség fluktuációk, dinamikus Coulomb blokád; atomi láncképződés; "molekulák vezetőképessége"

Kvantum dotok (6-9. óra)

Kvantum dotok alapjai; kvantum dotok, mint mesterseges atomok, kvantum dot alkalmazasok, dupla kvantum dotok, kvantum dot, mint Spin Qubit

A zaj mint jel (10-11. óra)

A zaj definíciója, a zaj típusai; zajsűrűség számolása egycsatornás kvantumvezetékben; sörétzaj kvantum pont-kontaktusban; véges frekvenciás zaj, zérusponti fluktuációk zaja; sörétzaj diffúziv nanovezetékekben; töltéshordozók töltésének mérése; klasszikus és kvantum káosz kaotikus billiárdokban; nyalábosztós kísérletek, kétrészecske interferencia; Hanbury Brown & Twiss kísérlet fotonokkal és elektronokkal

Kvantált Hall effektus (12-13. óra)

Egész számú kvantum Hall effektus, Landau szintek, élállapotok, rendezetlenség szerepe; tört számú kvantum Hall effektus, Chern-Simon transzformáció, kompozit fermionok

Számonkérés

Szóbeli vizsga, melyen minden segédeszköz (pl. nyomtatott jegyzet) használható, a cél az anyag minél mélyebb megértése.