Geri Dön

İki boyutlu elektron sistemlerinde aharonov-bohm ve coulomb blokajı etkilerinin kuramsal olarak incelenmesi

Theoretical investigation of the effects of aharonov-bohm and coulomb blockade on two dimensional electron systems

  1. Tez No: 346489
  2. Yazar: ÖZGE KILIÇOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. AFİF SIDDIKİ, DOÇ. DR. ŞABAN AKTAŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Trakya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Bu çalışmada, yarı iletken malzemelerden oluşan bir hetero yapı içinde elde edilen iki boyutlu elektron sisteminde tanımlanabilen Fabry-Perot interferometresi (FPI), tam sayılı kuantum Hall rejiminde incelenmiştir. FPI geometrisini iki boyutlu elektron sisteminde tanımlamak için metalik kapılar kullanılmıştır. Elektron yoğunluğunun ve perdelenmiş toplam potansiyel enerjinin uzaysal dağılımlarını elde etmek için Poisson denklemi üç boyutta kendinden tutarlı olarak EST3D programı yardımı ile çözülmüştür. Bu simülasyon programı sıfır sıcaklık ve sıfır manyetik alan değerlerinde malzemenin büyütme parametrelerini, sistemin boyutlarını ve yükler arası Coulomb etkileşmelerini de hesaba katarak üç boyutlu olarak Poisson denklemini öz uyumlu bir şekilde çözmektedir. Bu hesaplamadan elde edilen potansiyel enerji başlangıç koşulu olarak alınıp sıcaklığın ve dik bir manyetik alanın etkileri de hesaplamalara katılarak Thomas-Fermi-Poisson-Yaklaşıklığı ile elektron yoğunluğunun ve toplam perdelenmiş potansiyel enerjinin uzaysal dağılımları belirlenmiştir. Dik bir manyetik alanın varlığında elektron dağılımında, literatürde sıkıştırılabilir bölge (metal gibi) ve sıkıştırılamaz şerit (yalıtkan gibi) ile isimlendirilen iki farklı elektronik durumun oluştuğunu hesapladık. Dik bir manyetik alanın etkisi ile oluşan bu bölgeler ile iki boyutlu elektron sisteminde sığa oluşmaktadır. İki farklı büyüklüğe sahip FPI geometrisi için bu sığaları hesapladık. Hesaplamaları ilk önce bir indirgenmiş model için daha sonrada literatürdeki deneysel olarak ölçülen gerçek bir örneği modelleyerek gerçekleştirdik. Hesaplamalarımızın sonucunda Aharonov-Bohm ve Coulomb Blokajı etkilerinin hangi durumlarda baskın olduklarını gerek sayısal gerek analitik yöntemlerle gösterdik.

Özet (Çeviri)

In this work we investigated an electronic version of the Fabry-Perot interferometer (FPI), in the integer quantized Hall regime, induced at the interface of a semiconductor heterostructure defined on a two dimensional electron system (2DES). The interferometer geometry is defined bu metallic gates on the surface of a 2DES. We utilized the EST3D numerical algorithm to obtain the spatial distribution of electron density and total screened potential. The three dimensional Poisson equation is solved self-consistently considering material properties, sample geometry and electron-electron interactions to obtain the properties of the 2DES at zero magnetic field and temperature. To obtain the electron and potential distributions, we utilized the output of EST3D as an initial condition and solved the self-consistent equations within the Thomas-Fermi-Poisson approximation in the presence of a perpendicular magnetic field and at finite temperatures. In the presence of a perpendicular magnetic field incompressible (insulator-like) and compressible stripes (metallic-like) form due to quantization and electron-electron interactions. These regions yield a finite geometrical and quantum capacitances once they co-exist. These capacitances are calculated considering a fixed geometry, however, for two different physical dimensions of the FPIs. First, we performed calculations for a simplified model, then we performed calculations considering a realistic sample as an example we considered a device reported in the literature which are experimentally measured. In this thesis we provide a theoretical scheme to compare the effectiveness of Aharonov-Bohm and Coulomb blockade pictures and investigated the validity regimes under realistic experimental conditions.

Benzer Tezler

  1. Electron transport through one-dimensional quantum systems

    Bir boyutlu kuantum sistemlerde elektron iletimi

    LATIFA ALGADI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAtılım Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN OYMAK

  2. The electrical and thermal breakdown of the integer quantized hall effect: a microscopic self-consistent investigation.

    Tamsayılı kuantum hall etkisinin elektriksel ve termal kırılmasının mikroskopik öz-uyumlu olarak incelenmesi.

    NAZLI BOZ YURDAŞAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AFİF SIDDIKİ

    PROF. DR. İSMAİL SÖKMEN

  3. Kesirli kuantum Hall olayının perdeleme teorisi ile sanki-parçacık interferometrelerinin analitik ve nümerik incelenmesi

    Analytical and numerical investigations of quasi - particle interferometers wıihin the screening theory of fractional quantum Hall effect

    HÜSEYİN ATCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. UĞUR ERKARSLAN

  4. Localization phenomena in inas/gasb composite quantum wells with disorder

    Düzensizlik içeren ınas/gasb komposit kuantum kuyularında yerelleştirme olayları

    VAHID SAZGARI ARDAKANI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    DOÇ. DR. İSMET İNÖNÜ KAYA

  5. Düşük sıcaklık ve yüksek manyetik alan altında tek ve çift tabaka grafen yapıların iletim mekanizmalarının incelenmesi

    Investigation of transport mechanisms of monolayer and bilayer graphene structures considering low temperature and high magnetic field

    HÜSEYİN ATCI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP ÖNEM