Введение в физику мезоскопических систем. Конспект лекций

Настоящее учебное пособие создано на основе одноименного курса лекций, читаемого в НИЯУ «МИФИ», и предназначено для студентов старших курсов и аспирантов, изучающих физику конденсированного состояния вещества и физику наноструктур. Оно содержит относительно простое описание ряда физических явлений, характерных для мезоскопических систем, в котором изложение основных модельных представлений сочетается с анализом ключевых экспериментов. Рассмотрены основы теории баллистического транспорта и влияние квантовой интерференции на проводимость квазиодномерных структур. Дано описание одноэлектронного туннелирования, кулоновской блокады и физических принципов работы одноэлектронных транзисторов. Проанализированы некоторые особенности металлов с беспорядком: явление локализации волн в случайном поле, слабая локализация электронов, универсальные флуктуации кондактанса в магнитном поле. Обсуждается физическое содержание и экспериментальный статус скейлинговой гипотезы локализации. Отдельные главы посвящены мезоскопическим эффектам в двусвязных системах – равновесным токовым состояниям в кольцах из нормальных металлов и эффекту Ааронова–Бома, а также некоторым свойствам квантовых электромеханических систем. Пособие подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ.