Изучение механизма формирования эффективной массы, фактора Ланде и спектральных характеристик электрона в наноразмерных квантовых нитях и перспектив их использования в наноэлектронике

Спектральные характеристики и эффективные параметры электронов в квантовых нитях - 1D гетероструктурах, поперечные размеры которых составляют несколько нм - обладают целым рядом уникальных особенностей. Основных целей у проекта две:1) выяснить, как эти уникальные свойства можно использовать для решения задач квантовой электроники и квантовой обработки информации2) используя эти свойства, глубже изучить круг явлений, в которых проявляется квантовомеханическое "окаянное дальнодействие", в частности, квантовая телепортация. Актуальность таких задач, как, например, создание компактных и экономичных генераторов когерентного, направленного и поляризованного терагерцевого излучения, или создание "устойчивого" твердотельного кубита на квантовых нитях, сомнений не вызывает. Необходимым условием для этого является глубокое понимание механизмов формирования эффективных свойств электронов в гетероструктурах, и прежде всего таких свойств, как эффективная масса и фактор магнитного расщепления. Без этой информации невозможно правильное решение целого ряда хоть и менее глобальных, но не менее важных и интересных задач наноэлектроники и спинтроники, перечисленных выше. В результате выполнения проекта планируется получить следующие основные результаты.1) Обобщить теорию перенормировок Кейна, разработанную для объемных полупроводников, на случай рассматриваемой 1D-геометрии и описать тем самым механизм формирования эффективной массы и фактора Ланде электронов в квантовых нитях.2) Рассчитать на основании полученных параметров спектр электронов в квантовой нити с ковариантной зонной структурой.3) Проверить, при каких условиях и каких параметрах гетероструктуры возможен эффект перекрытия подзон размерного квантования. 4) В развитие предыдущего результата мы собираемся проверить возможность лазерной генерации в нитях и пределы, в которых внешние поля могут корректировать эти условия. 5) Установить, насколько внешние электромагнитные поля, достижимые в лабораторных условиях, могут менять скорость спонтанного роста и геометрию выращиваемой квантовой нити.6) Исследовать электронные состояния в системе двух параллельных квантовых нитей, и выяснить, возможно ли в таких условиях генерировать запутанные электронные состояния. 7) Проверить, существует ли хотя бы теоретическая возможность организации твердотельного кубита на системе двух идеальных квантовых нитей.