Высокочастотная электропроводность металлического нанослоя с учетом эффектов размерного квантования и анизотропии зонной структуры проводника
Савенко О.В.
1, Кузнецова И.А.
11Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, Ярославль, Россия

Email: savenko.oleg92@mail.ru, kuz@uniyar.ac.ru
Поступила в редакцию: 28 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 3 октября 2025 г.
Принята к печати: 21 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2026 г.
Получено теоретическое решение задачи о высокочастотной электропроводности металлического нанослоя с учетом эффектов размерного квантования электронов. Поверхность Ферми проводника представляет собой эллипсоид вращения с ориентированной параллельно плоскости нанослоя главной осью. Допускается, что частота электрического поля не превышает частоту плазменного резонанса. Получены аналитические выражения для компонент тензора проводимости, зависящие от безразмерных параметров: толщины, частоты электрического поля, параметров шероховатости границ нанослоя и параметра эллиптичности поверхности Ферми. Выполнен сравнительный анализ полученных результатов с известными экспериментальными данными для пленки висмута. Ключевые слова: нанослой, проводимость, уравнение Лиувилля, модель Соффера, поверхность Ферми.
- S. Datta. Quantum transport: Atom to Transistor (Cambridge University Press, NY., 2005)
- Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Нанотехнологии (Техносфера, М., 2004)
- В.Ю. Киреев. Введение в технологии микроэлектроники и нанотехнологий (ЦНИИХМ, М., 2008)
- С.А. Яковлев, И.Ю. Дмитриев, М.Ю. Михайлов, К.В. Емцев, А.С. Абрамов, Е.И. Теруков. ЖТФ, 94 (10), 1707 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.10.58865.173-24
- В.А. Небольсин, N. Swaikat, А.Ю. Воробьев, В.А. Юрьев. Письма в ЖТФ, 49 (2), 34 (2023). DOI: 10.21883/PJTF.2023.02.54284.19285 [V.A. Nebol'sin, N. Swaikat, A.Yu. Vorob'ev, V.A. Yuryev. Tech. Phys. Lett., 49 (1), 75 (2023). DOI: 10.21883/TPL.2023.01.55355.19285]
- А. Кавалейро, Д. де Хоссон. Наноструктурные покрытия (Техносфера, М., 2011)
- K. Barmak, A. Darbal, K.J. Ganesh, P.J. Ferreira, J.M. Rickman, T. Sun, B. Yao, A.P. Warren, K.R. Coffey. J. Vac. Sci. Tech. A, 32, 061503 (2014). DOI: 10.1116/1.4894453
- L. Moraga, K.F. Arenas, R. Henriquez, S. Bravo, B. Solis. Physica B: Condens. Matt., 499, 17 (2016). DOI: 10.1016/j.physb.2016.07.001
- T. Zhou, D. Gall. Phys. Rev. B, 97, 165406 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevB.97.165406
- R.L. Graham, G.B. Alers, T. Mountsier, N. Shamma, S. Dhuey, S. Cabrini, R.H. Geiss, D.T. Read, S. Peddeti. Appl. Phys. Lett., 96, 042116 (2010). DOI: 10.1063/1.3292022
- A.A. Pribylov. J. Vac. Sci. Tech. B, 39, 022804 (2021). DOI: 10.1116/6.0000781
- И.А. Кузнецова, О.В. Савенко, А.А. Юшканов. ЖТФ, 87 (12), 1769 (2017). DOI: 10.21883/JTF.2017.12.45196.1831 [I.A. Kuznetsova, O.V. Savenko, A.A. Yushkanov. Tech. Phys., 62 (12), 1766 (2017). DOI: 10.1134/S1063784217120143]
- П.А. Кузнецов, О.В. Савенко, А.А. Юшканов. ЖТФ, 90 (12), 2002 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.12.50114. 36-20 [P.A. Kuznetsov, O.V. Savenko, A.A. Yushkanov. Tech. Phys., 65 (12), 1912 (2020). DOI: 10.1134/S1063784220120130]
- L. Sheng, D.Y. Xing, Z.D. Wang. Phys. Rev. B, 51, 7325 (1995). DOI: 10.1103/PhysRevB.51.7325
- R.C. Munoz, C. Arenas. Appl. Phys. Rev., 4, 011102 (2017). DOI: 10.1063/1.4974032
- A.E. Meyerovich, A. Stepaniants. J. Phys.: Condens. Matter, 12, 5575 (2000). DOI: 10.1088/0953-8984/12/26/305
- S. Chatterjee, A.E. Meyerovich. Phys. Rev. B, 84, 165432 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevB.84.165432
- I.A. Kuznetsova, O.V. Savenko, D.N. Romanov. Phys. Lett. A, 427, 127933 (2022). DOI: 10.1016/j.physleta.2022.127933
- S.B. Soffer. J. Appl. Phys., 38 (4), 1710 (1967)
- O.V. Savenko, I.A. Kuznetsova. Proc. SPIE, 12157, 121570W (2022). DOI: 10.1117/12.2622544
- Б.Л. Тавгер, В.Я. Демиховский. УФН, 96 (1), 61 (1968). DOI: 10.3367/UFNr.0096.196809d.0061 [B.A. Tavger, V.Ya. Demikhovskiv i. Sov. Phys. Usp., 11, 644 (1969). DOI: 10.1070/PU1969v011n05ABEH003739]
- В.С. Эдельман. УФН, 123 (2), 257 (1977). DOI: 10.3367/ UFNr.0123.197710d.0257. [V.S. Edel'man. Sov. Phys. Usp., 20, 819 (1977). DOI: 10.1070/PU1977v020n10ABEH005467]
- Е.В. Демидов, В.М. Грабов, В.А. Комаров, А.Н. Крушельницкий, А.В. Суслов, М.В. Суслов. ФТП, 53 (6), 736 (2019). DOI: 10.21883/FTP.2019.06.47718.27. [E.V. Demidov, V.M. Grabov, V.A. Komarov, A.N. Krushelnitckii, A.V. Suslov, M.V. Suslov. Semiconductors, 53 (6), 727 (2019). DOI: 10.1134/S1063782619060046]
- Г.А. Иванов, В.М. Грабов. ФТП, 29 (5), 1040 (1995)
- Л.А. Фальковский. УФН, 94 (1), 3 (1968). DOI: 10.3367/ UFNr.0094.196801a.0003 [L.A. Fal'kovskivi. Sov. Phys. Usp, 11 (1), 1 (1968). DOI: 10.1070/PU1968v011n01ABEH003 721]
- А.В. Суслов, В.М. Грабов, В.А. Комаров, Е.В. Демидов, С.В. Сенкевич, М.В. Суслов. ФТП, 53 (5), 616 (2019). DOI: 10.21883/FTP.2019.05.47549.07 [M.V. Suslov, V.M. Grabov, V.A. Komarov, E.V. Demidov, S.V. Senkevich, A.V. Suslov. Semiconductors, 53, 589 (2019). DOI: 10.1134/S1063782619050257]
- К. Блум. Теория матрицы плотности и ее приложения (Мир, М., 1983)
- V.P. Kurbatsky, V.V. Pogosov. Phys. Rev. B, 81, 155404 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevB.81.155404
- O.V. Savenko, P.A. Kuznetsov, I.A. Kuznetsova. J. Phys.: Conf. Series. 1697, 012094 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1697/1/012094
- A. Zaitsev, P. Demchenko, E. Makarova, A. Tukmakova, N. Kablukova, A. Asach, A. Novotelnova, M. Khodzitsky. Phys. Stat. Sol. RRL. 14, 2000093 (2020). DOI: 10.1002/pssr.202000093
- C.A. Hoffman, J.R. Meyer, F.J. Bartoli. Phys. Rev. B, 48 (15), 11431 (1993). DOI: 10.1103/PhysRevB.48.11431
- D.E. Marti nez-Lara, R. Gonzalez-Campuzano, D. Mendoza. Thin Solid Films, 821, 140678 (2025). DOI: 10.1016/ j.tsf.2025.140678