name: ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В НАНОСТРУКТУРАХ
keyword_list: точка электронейтральности спиновый эффект Холла сдвиговые поперечные волны тепловой транспорт теория Ферми-жидкости квантовые ямы двумерные электроны графен наноструктуры
abstract: В диссертации развита теория гидродинамического транспорта в двумерных электронных и электрон-дырочных системах в наноструктурах. Показано, что зависимость вязкости электронов от магнитного поля и частоты течения приводит к сильному отрицательному магнетосопротивлению образцов с электронной жидкостью и к резонансу в высокочастотном течении жидкости на удвоенной циклотронной частоте электронов. Показано также, что при достаточно сильном взаимодействии между двумерными электронами, они формируют сильно вязкую жидкость, которая характеризуется возможностью распространения поперечных магнитозвуковых волн. Выполнен микроскопический вывод уравнений Навье-Стокса сильно вязкой электронной жидкости в рамках теории ферми-жидкости Ландау. На основе развитой теории дано объяснение различных экспериментов по магнетотранспорту в двумерных электронных системах.  В частности, показано, что сильное отрицательное магнетосопротивление с лоренцевским профилем является важным характеристическим свойством стационарного вязкого течения электронов в образцах различной формы. Из полученного согласия теории с экспериментами сделан вывод о том, что в высокоподвижных квантовых ямах GaAs формируется вязкая жидкость из двумерных электронов. В диссертации также изучены гидродинамические эффекты в электронных и электрон-дырочных системах, связанные с пространственно-неоднородными возмущениями степеней свободы жидкости, дополнительных к сдвиговым напряжениям: электронного спина, температуры, суммарной плотности электронов и дырок. Эти эффекты приводят к нетривиальному гидродинамическому магнетосопротивлению как в омических образцах умеренных размеров , так и чистых образцах без дефектов. В частности, в электрон-дырочных системах при равных концентрациях электронов и дырок (точка электронейтральности электрон-дырочной системы) возникает сильное линейное положительное магнетосопротивление, обусловленное возмущением суммарной плотности частиц в прикраевых слоях за счёт рекомбинации и диффузии. Перечисленные выше явления по своей физической природе похожи на эффект объёмной вязкости в незаряженных жидкостях.  Анализ показывает, что линейное магнетосопротивление, наблюдавшееся в двумерных электрон-дырочных системах в точке электронейтральности в двухслойном графене и в квантовых ямах HgTe, может быть объяснено развитым гидродинамическим рекомбинационным механизмом. Изучен также переход из баллистического течения двумерных электронов к вязкому течению Пуазейля, происходящий в образцах с малой плотностью дефектов с ростом магнитного поля. Показано, что при достаточно низких температурах в длинных образцах с прямыми, но шероховатыми краями такой переход является фазовым переходом, контролируемым баллистическими размерными эффектами и межэлектронными столкновениями. Анализ экспериментальных данных по магнетотранспорту в наиболее качественных образцах однослойного графена и высокоподвижных квантовых ям GaAs показывает, что в них наблюдался изученный баллистически-гидродинамический фазовый переход.
chairman_dissertation_council.name: Роберт
chairman_dissertation_council.surname: Сурис
chairman_dissertation_council.patronymic: Арнольдович
chairman_dissertation_council.position: главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: Е-5908-2010
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7005301564
chairman_dissertation_council.rinc_id: 339
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Иванов
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.31
rubrics.name: Полупроводники
rubrics.code: 29.19.22
rubrics.name: Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
rubrics.code: 29.19.15
rubrics.name: Фазовые равновесия и фазовые переходы
rubrics.code: 29.19.23
rubrics.name: Теория электрических свойств твердых тел
rubrics.code: 29.19.03
rubrics.name: Теория конденсированного состояния
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
speciality_codes.name: Теоретическая физика
speciality_codes.code: 1.3.3.
opponents.fio: Арсеев П.И.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Теоретическая физика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Бурмистров И.С.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Теоретическая физика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Зегря Г.Г.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика полупроводников
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФТИ ИМ. А.Ф. ИОФФЕ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.Ф. ИОФФЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1037804006998
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: ИВАНОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИЛИ СПБГУ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1037800006089
author_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
author_organization.supervisor_surname: КРОПАЧЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: МИХАЙЛОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Правительство Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения