Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/74176
Title: Path integral approach to the density of states between landau levels in a two-dimensional electron gas
Other Titles: ความหนาแน่นสถานะระหว่างระดับแลนดาวในก๊าซอิเลกตรอนสองมิติ โดยวิธีการอินทิเกรตตามเส้นทาง
Authors: Nikom Choosiri
Advisors: Virulh Sa-yakanit
Other author: Chulalongkorn University. Graduate School
Advisor's Email: No information provinded
Subjects: Path integrals
Electrons
ปริพันธ์ตามวิถี
อิเล็กตรอน
Issue Date: 1990
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The density of states (DOS) of an electron confined in two dimensions in the presence of a transverse magnetic field and interacting with disorder is derived, using path-integral method, we find that the DOS of the electron can be written in an integral form N(E) = ((s))/лɦ ∫_͚^͚▒dt (m/2лiɦT)(ΩT/(2sin⁡(ΩT/2)))exp [ iET/C-ϚLT/〖2ɦ〗^( ^2 ) ∫_0^T▒〖dy[G(T,〖y]〗^(-1) 〗] where G(T,y) = 1+(8 sin⁡〖[Ω(T〗-y)/2]sin⁡[Ωy/2])/(xsin[ΩT/2]) In the special case of consideration, for the states at low energies, we make a large-T approximation, it is found that the DOS becomes an analytical form of a sum of Gaussians centered at each Landau energy En, N(E) = no ɦΩ(2π「2)-1/2 ∑_(n=0)^͚▒exp-[(E-E_n )2/(2「)], Where 「2 =ϚLx/(4+x ) ,x=ɦΩ/EL , EL = ɦ^2/〖2mL〗^2 and ϚL is the magnitude of Gaussian variance. From the analytical form of the DOS, for disorder having a finite correlation length L ~ 100 Å we find broad Landau Levels which leads to a large DOS between Landau levels, in agreement with experiments on heterojunctions. Furthermore, from the integral form of the DOS, which can be rewritten as n(E) = no (2/π) ∑_(n=0)^∞▒∫_0^∞▒〖dtRee^(2i(v/x-(n+1/2)t+「(t)) 〗 where 「(t) = -tsint/2ixϚL ∫_0^t▒〖dy 1/([(x/4i)sint-cost+cosy)〗 using numerical calculation with the correlation length L~100 Å, we find our numerical results agree well with the experiments of Kukushkin and Timofeev on MOS inversion layer. The essential new feature, which provides a DOS between Landau Levels, is recognizing the role of correlation length.
Other Abstract: ได้คำนวณหาความหนาแน่นสถานะของอิเลกตรอนในระบบสองมิติภายใต้สนามแม่เหล็กตั้งฉากกับระนาบของอิเลกตรอนและอิเลกตรอนมิอันตรกิริยากับศักย์ที่ไร้ระเบียบโดยวิธีอินทิเกรตตามเส้น ทาง พบว่าความหนาแน่นสถานะของอิเลกฅรอนสามารถเขียนอยู่ในรูปแบบของการอินทิเกรต N(E) = ((s))/лɦ ∫_͚^͚▒dt (m/2лiɦT)(ΩT/(2sin⁡(ΩT/2)))exp [ iET/C-ϚLT/〖2ɦ〗^( ^2 ) ∫_0^T▒〖dy[G(T,〖y]〗^(-1) 〗] โดยที่ G(T,y) = 1+(8 sin⁡〖[Ω(T〗-y)/2]sin⁡[Ωy/2])/(xsin[ΩT/2]) ในกรณีพิเศษพิจารณาเฉพาะช่วงพลังงานต่ำโดยการประมาณให้ T มีค่ามาก พบว่าความหนาแน่นสถานะของอิเลกตรอนดังกล่าวมีรูปแบบเชิงวิเคราะห์ของผลรวมของฟังก์ชันเกาเชียนซึ่งมีจุคศูนย์กลาง ณ ค่าพลังงานแลนดาว En N(E) = no ɦΩ(2π「2)-1/2 ∑_(n=0)^͚▒exp-[(E-E_n )2/(2「)], เมื่อ 「2 =ϚLx/(4+x ) ,x=ɦΩ/EL , EL = ɦ^2/〖2mL〗^2 และ ϚL คือขนาดของความแปรผันแบบเกาเชียนอาศัยความหนาแน่นสถานะรูปแบบเชิงวิเคราะห์ดังกล่าวเมื่อความไว้ระเบียบมีขนาคความยาวสหสัมพันธ์ประมาณ 100 Å พบว่าระดับแลนคาวจะแผ่กว้างออก มีผลทำให้ความหนาแน่นสถานะระหว่างระดับแลนคาวมีค่ามาก สอคคล้องกับผลการทดลองในเฮทเทอโรจังชัน ยิ่งไปกว่านั้นอาศัย ความหนาแน่นสถานะในรูปแบบืการอินทิเกรตซึ่งสามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้ n(E) = no (2/π) ∑_(n=0)^∞▒∫_0^∞▒〖dtRee^(2i(v/x-(n+1/2)t+「(t)) 〗 โดยที่ 「(t) = -tsint/2ixϚL ∫_0^t▒〖dy 1/([(x/4i)sint-cost+cosy)〗 เมื่อทำการคำนวณด้วยวิธีเชิงตัวเลขโดยให้ความยาวสหสัมพันธ์ประมาณ 100 Å ผลการคำนวณ สอคคล้องเป็นอย่างดีกับการทดลองของคูคุชคินและ ทิโมเฟเยฟในอินเวอร์ชันเลเยอร์ของมอส สิ่งใหม่ที่สำคัญยิ่งในการก่อให้เกิดความหนาแน่นสถานะ ระหว่างระดับแลนดาวคือบทบาทของความยาวสหสัมพันธ์
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 1990
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Physics
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/74176
ISBN: 9745772232
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nikom_ch_front_p.pdf957.23 kBAdobe PDFView/Open
Nikom_ch_ch1_p.pdf1.33 MBAdobe PDFView/Open
Nikom_ch_ch2_p.pdf1.44 MBAdobe PDFView/Open
Nikom_ch_ch3_p.pdf1.3 MBAdobe PDFView/Open
Nikom_ch_ch4_p.pdf786.86 kBAdobe PDFView/Open
Nikom_ch_back_p.pdf1.37 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.