Диссертация

Диссертация посвящена поиску и изучению новых эффектов электрон-электронного взаимодействия в актуальных низкоразмерных системах: квантовых проводах, одномерных квантовых точках и двумерных системах с сильным спин-орбитальным взаимодействием. В центре внимания работы находится парное спин-орбитальное взаимодействие, то есть зависящая от спина и импульса электронов компонента электрон-электронного взаимодействия, которая порождается кулоновскими полями электронов в рашбовских материалах. В рамках кейновской модели зонного спектра построена теория парного спин-орбитального взаимодействия электронов в твёрдых телах и актуальных низкоразмерных структурах с учетом геометрии электрических полей, порождающих спин-орбитальное взаимодействие. Показано, что парное спин-орбитальное взаимодействие является притягивающим для электронов в определенных спиновых конфигурациях, привязанных к импульсу, и конкурирует с кулоновским отталкиванием электронов. При определенных условиях, достижимых в современных низкоразмерных структурах, парное спин-орбитальное взаимодействие оказывается преобладающим. Обусловленное им притяжение между электронами приводит к образованию связанных электронных пар, которые бывают двух различных типов в зависимости от характера движения электронов. Энергией связи этих пар можно управлять электрическими методами. В многоэлектронных системах выявлен механизм неустойчивости по отношению к длинноволновым флуктуациям плотности заряда. Если парное спин-орбитальное взаимодействие не слишком велико, электронная система является устойчивой, но у нее возникают коллективные возбуждения с необычным спектром и спин-зарядовой структурой. Возможностям наблюдения этих коллективных мод в различных экспериментах посвящены несколько разделов диссертации, в которых построены обоснованные модели электронного транспорта и предсказаны отчетливые проявления парной спин-орбиты в динамическом кондактансе квантовых проводов.