Мезоскопическая физика

Мезоскопическая физика — раздел физики конденсированных сред, в котором рассматриваются свойства систем на масштабах промежуточных между макроскопическим и микроскопическим.

Под микроскопическим масштабом понимают размеры, сравнимые с размерами одного атома или с длиной одной химической связи, т. е. с боровским радиусом. С точки зрения транспорта в двумерных структурах под микроскопическим масштабом следует понимать всякий размер меньше длины свободного пробега носителей тока.

Под макроскопическим понимают масштаб, при котором из-за неупругих столкновений теряется квантовая когерентность — т. е. становится невозможной интерференция частиц. Это происходит из-за неупругих столкновений носителей (например при рассеянии на фононах), что сбивают фазу волновой функции. Этот размер характеризуется длиной сбоя фазы и обозначается обычно $L_{\phi}$ и играет роль характерного масштаба при рассмотрении эффектов, где важна интерференция таких как слабая локализация, универсальные флуктуации проводимости, эффект Ааронова — Бома.

Границы макроскопической области существенно зависят от температуры и характера движения частиц (является ли он баллистическим или диффузионным).

Следует заметить, что согласно этому определению к мезоскопической физике относятся не только явления в устройствах с мезоскопическими размерами, но и явления в макроскопических устройствах, которые происходят на мезоскопических масштабах, т. е. определяются интерференцией. Например, к задачам мезоскопической физики относят нахождение квантовых поправок к сопротивлению макроскопических образцов.

Литература

Имри Й. Мезоскопическая физика — М.: Физматлит, 2002. - 304с. - ISBN 5-9221-0247-8.

Список интересных задач мезоскопической физики

• Углеродные нанотрубки
• Эффект Кондо
• Квантовые точки
• Кулоновская блокада
• Слабая локализация
• Спинтроника