Теплоемкость электронного газа на поверхности нанотрубки со сверхрешеткой в магнитном поле

Abstract

Рассматривается влияние модулирующего потенциала на поверхности нанотрубки в продольном магнитном поле на теплоемкость вырожденного и невырожденного электронного газа. Последняя содержит как монотонные, так и осциллирующие слагаемые. Теплоемкость вырожденного газа испытывает осцилляции, похожие на осцилляции де Гааза–ван Альфена, с изменением плотности электронов и осцилляции Ааронова–Бома с изменением магнитного потока через сечение трубки. В случае невырожденного газа остаются только осцилляции Ааронова–Бома. Изучение теплоемкости позволяет проследить за переходом от режима локализованных в ямах модулирующего потенциала состояний электронов к их свободному движению вдоль трубки. Рассмотрен предельный переход к двумерному электронному газу со сверхрешеткой.

Розглядається вплив модулюючого потенціалу на поверхні нанотрубки у повздовжньому магнітному полі на теплоємність виродженого і невиродженого електронного газу. Остання містить як монотонні, так і осцилюючі доданки. Теплоємність виродженого газу випробовує осциляції, схожі з осциляціями де Гааза–ван Альфена, зі зміною густини електронів і осциляції Ааронова–Бома зі зміною магнітного потоку через переріз трубки. У випадку невиродженого газу залишаються тільки осциляції Ааронова–Бома. Вивчення теплоємності газу дозволяє простежити за переходом від режиму локалізованих у ямах модулюючого потенціалу станів електронів до їх вільного руху вздовж трубки. Розглянутo граничний перехід до двовимірного електронного газу з надграткою.

The effect of modulating potential of the nanotube surface on heat capacity of degenerate and nondegenerate electron gas in a longitudinal magnetic field is considered. This thermodynamic value is represented by oscillating and monotonic terms. The heat capacity of degenerate electron gas exhibits de Haase–van Alphen type oscillations dependent on density of electrons and Aharonov–Bohm type ones dependent on intensity of magnetic flux through the nanotube crosssection. As for nondegenerate electron gas there occur only Aharonov–Bohm type oscillations. Investigation into heat capacity makes it possible to follow the transition from the localized condition of electrons in modulating potential wells to their free motion along the tube. The limiting transition to a two-dimensional superlattice gas is considered.