Курс «Оптика квантовых низкоразмерных структур» является профильной дисциплиной магистерской программы «Квантовые и оптические технологии». Дисциплина обеспечивает теоретическую подготовку студентов в области физики взаимодействия света с системами пониженной размерности, такими как поверхности, тонкие слои, квантовые нити и квантовые точки. В курсе рассматриваются явления, обусловленные квантово-размерным эффектом, т.е. квантованием энергии носителей заряда, движение которых ограничено как минимум в одном направлении. Изучаются также прикладные вопросы, в частности, принципы действия приборов и устройств на основе наноразмерных квантовых структур.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Низкоразмерные структуры.
Рекомендуемая литература, цель и задачи курса Длина волны де Бройля Шкала размеров Классификация и общие свойства наноструктур Задача Краткая история становления нанотехнологий Технологические методы формирования нанообъектов

Лекция 2. Квантовая механика.
Квантовая механика: даты и имена Квантовые размерные эффекты Волновая функция, уравнение Шредингера, квантовые ямы Прямоугольная яма с бесконечно высокими стенками: одномерный случай Прямоугольная яма с бесконечно высокими стенками: тонкие слои Размерное квантование и принцип неопределенности Гейзенберга Трехмерная, кубическая, симметричная и несимметричная потенциальные ямы

Лекция 3. Гетероструктуры.
Кубическая потенциальная яма: вырождение Параболическая потенциальная яма Гетероструктуры Гетероструктуры с КЯ и СР Концентрация носителей заряда и плотность энергетических состояний Оптические переходы и правила отбора Примеры из экспериментальных работ Методы получения и оптические свойства структур с КЯ и СР

Лекция 4. Квантовые точки. Часть 1.
Повторение материала прошлой лекции Эффективная масса Квантовые точки, их классификация, спектры Люминесценция КТ Экспериментальные примеры люминесценции Коллоидный синтез КТ и применение ККТ

Лекция 5. Квантовые точки. Часть 2.
Повторение материала прошлой лекции Стоксов сдвиг Экситоны Мерцающая люминесценция Кремниевые квантовые точки Применение систем с кремниевыми КТ Оптические свойства кремниевых КТ

Лекция 6. Квантовые точки. Часть 3.
Повторение материалов прошлой лекции Задача Задача Мерцающая люминесценция Полупроводниковые КТ Наночастицы ядро-оболочка Металлические наночастицы Семейство перовскитов

Лекция 7. Квазичастицы в низкоразмерных структурах. Экситоны.
Повторение материала прошлой лекции Понятие о квазичастицах Экситоны Френкеля и Ванье-Мотта Прямые и непрямые экситоны 2D экситоны Экситоны в КТ Экситоны в 1D гетероструктурах полупроводник-диэлектрик Экситонные эффекты в низкоразмерных структурах

Лекция 8. Квазичастицы в низкоразмерных структурах. Плазмоны.
Повторение материалов прошлой лекции Модель Друде Плазменная частота Плазмоны Поверхностные плазмоны поляритоны Применение плазмонных наноструктур

Лекция 9. Квазичастицы в низкоразмерных структурах. Фононы.
Повторение материала прошлой лекции Фононы Комбинационное рассеяние света Модель пространственного ограничения фононов

Лекция 10. 1. объекты - нанонити и квантовые кольца.
Повторение материала прошлой лекции Классификация Методики синтеза 1D объектов Примеры 1D структур Энергетический спектр и плотность энергетических состояний Оптические свойства 1D наноструктур Квантовые кольца на основе GaAs

Лекция 11. Низкоразмерные структуры на основе углерода. Фуллерены и графен.
Повторение материала прошлой лекции Углеродные наноструктуры Фуллерены Фуллериты Оптические свойства фуллеренов Графен Оптические свойства графена Возможные применения графена

Лекция 12. Низкоразмерные структуры на основе углерода. Нанотрубки и квантовые точки.
Повторение материала прошлой лекции Углеродные нанотрубки  Методы синтеза углеродных нанотрубок Структура углеродных нанотрубок Зонная структура и тип проводимости Оптические свойства углеродных нанотрубок Углеродные квантовые точки

Лекция 13. Применение наноразмерных объектов в биологии, медицине и исследовательских методиках.
Повторение материала прошлой лекции Наночастицы в биологии и медицине Наносенсоры на основе наночастиц Свойства и применение золотых наночастиц Поверхностно-усиленная рамановская спектроскопия Применение углеродных нанотрубок

Лекция 14. Приборы и устройства на основе квантовых низкоразмерных структур.
Повторение материала прошлой лекции p-n переход Светодиоды на основе квантовых точек Лазеры на квантовых ямах, квантовых точках и квантовых нитях Фотодиоды и солнечные элементы Квантово-каскадный лазер Спазер