Изложены основы нанотехнологий и физика наноматериалов. Рассматривается размерное квантование и квантовые структуры с несколькими потенциальными барьерами. Представлены мезоскопичесние устройства и низкоразмерные структуры в наноэлектронике. Может использоваться в учебном процеес при подготовке бакалавров, магистров и специалистов в области физики и других естественных наук.

Предисловие
Глава 1. Размерное квантование
1.1. Квантовые мембраны, нити и капли
1.2. Условия наблюдения эффектов квантового
ограничения
1.3. Двумерные структуры с электронным газом
1.4. Квантовые провода и точки
Задания
Глава 2. Энергетический спектр частицы в
потенциальной яме
2.1. Движение частицы в прямоугольной
потенциальной яме
2.2. Движение частицы над потенциальной ямой
2.3. Треугольная потенциальная яма
2.4. Структура с двумя квантовыми ямами
Задания
Глава 3. Прохождение частиц через потенциальные
барьеры
3.1. Рассеяние частиц на потенциале в виде
ступеньки
3.2. Потенциальный барьер конечной ширины.
Туннельный эффект
3.3. Интерференционные эффекты при
прохождении частицы
над барьером
Задания
Глава 4. Квантовые структуры с несколькими
потенциальными барьерами
4.1. Прохождение частиц через два
потенциальных барьера
4.2. Вертикальный транспорт. Резонансный
туннельный диод
4.3. Вольт-амперная характеристика резонансного
туннельного диода
Задания
Глава 5. Сверхрешетки
5.1. Создание гетероструктур и сверхрешёток
методом молекулярно-пучковой эпитаксии
5.2. Виды сверхрешеток
5.3. Энергетический спектр сверхрешетки.
Минизоны
5.4. Вольт-амперная характеристика
сверхрешетки.
Осцилляции Зенера - Блоха
5.5. Сверхатомы
Задания
Глава 6. Плотность электронных состояний в
низкоразмерных системах
6.1. Функция плотности состояний трехмерных
систем
6.2. Функция плотности состояний двумерных
систем
6.3. Функции плотности состояний одно- и
нульмерных систем
6.4. Функция плотности энергетических состояний
сверхрешетки
6.5. Концентрация электронов в низкоразмерных
системах
Задания
Глава 7. Фононы в сверхрешетках
7.1. Колебания одномерной цепочки. Акустические
и оптические колебания
7.2. Колебания одномерной сверхрешетки
7.3. Свертывание акустических ветвей и
локализация фононов
Задания
Глава 8. Транспортные явления в низкоразмерных
системах
8.1. Обшие сведения
8.2. Время релаксации и подвижность
8.3. Баллистический транспорт. Квантованная
проводимость. Формула Лапдауэра
8.4. Эффекты квантовой интерференции.
Локализация квантовых состояний
Задания
Глава 9. Интерференционные квантовые явления
9.1. Эффект Ааронова - Бома
9.2. Кулоновская блокада
Задания
Глава 10. Оптические свойства низкоразмерных
структур
10.1. Общие сведения
10.2. Вероятность спектроскопического перехода
10.3. Оптические переходы между подзонами
10.4. Оптические переходы между зонами
10.5. Экситоны в наноструктурах
10.6. Эффект Франца - Келдыша
Задания
Глава 11. Квантовые осцилляции в магнитном поле
11.1. Уровни Ландау
11.2. Плотность электронных состояний в
магнитном поле
11.3. Степень вырождения уровня Ландау
11.4. Осцилляции Шубникова - де Гааза
11.5. Эффект де Гааза - ван Альфена
Задания
Глава 12. Квантовый эффект Холла
12.1. Общие сведения
12.2. Целочисленный квантовый эффект Холла
12.3. Дробный квантовый эффект Холла
Задания
Глава 13. Мезоскопические устройства и
низкоразмерные структуры в наноэлектронике
13.1. Лазеры на основе квантовых ям и квантовых
точек
13.2. Оптические модуляторы
13.3. Приемники света на основе сверхрешетки nipi
13.4. Одноэлектронная помпа
13.5. Клеточные автоматы па основе квантовых
точек
13.6. Квантовые компьютеры
13.7. Зависимости физических свойств
мезоматериалов от размеров образца
Глава 14. Спинтроника
14.1. Гигантское магнетосопротивление
14.2. Спиновые вентили. Считывающая головка
14.3. Эффект Кондо и квантовые точки
Глава 15. Молекулярная электроника
15.1. Общие сведения
15.2. Возможные механизмы передачи информации
в молекулярных системах
15.3. Электронная структура атомов углерода,
азота, кислорода
и кремния
15.4. Проводящие полимеры, аккумуляторы
15.5. Примеры устройств молекулярной
электроники
Литература

Сергеев Н.Д.
Профессор Санкт-Петербургского архитектурно-строительного университета.