بررسی آماری گاز الکترونی دو بعدی در تقریب توماس-فرمی

نوع مقاله: ویژه نامه

نویسندگان

1 هیئت علمی

2 هیئت علمی دانشگاه

چکیده

در این مقاله ما گاز الکترونی دو بعدی را در نظر میگیریم. برای بررسی این سیستم، ابتدا طول همدوسی الکترونی سیستم را در نظر گرفته و سیستم را متشکل از تعداد زیادی سلول با ابعاد خطی این طول در نظر میگیریم. در داخل این سلولها یک گاز الکترونی کوانتومی با برهمکنش داریم و خارج از آن سیستم را بصورت نیمه کلاسیکی در نظر میگیریم. تابع انرژی سیستم را (در دمای محدود) در داخل سلولها در تقریب توماس-فرمی-دیراک بدست می آوریم. دینامیک بین سلولی را با الگوریتم مونته کارلوی کلاسیک بدست می آوریم. پس تزریق هر الکترون به سلولها، زمان کافی به سیستم داده می‌شود تا تعادلی شود. پس از این مراحل به تحلیل هندسی و جبری مشاهده پذیرهای سیستم میپردازیم. از مهمترین مشاهده‌های این کار، رفتار کاهشی انرژی سیستم با افزایش دما در برخی دماهاست که به معنای ناپایداری گاز الکترونی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Statistical study of two-dimensional electron gas within Thomas-Fermi approximation

نویسندگان [English]

  • morteza NattaghNajafi 1
  • Hossein Mohammadzadeh 2
چکیده [English]

In this paper we consider the two-dimensional electron gas. To this end we first take into account the electronic coherence length and consider the system as some cells with linear lengths equal to the coherence length. Inside these cells we have an interactive electron gas and outside them we consider a semi-classical dynamics. We obtain the energy functional of the gas inside the cells within the Thomas-Fermi-Dirac approximation and use classical Monte Carlo scheme to investigate the inter-cell dynamics. After each electron injection we let the system to become equilibrated. After these steps we analyze geometrically and algebraically the statistical observables of the system. The most important observation is the decreasing behavior of the energy of the system in terms of temperature in some regions showing the instability of the electron gas in these regions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • two-dimensional electron gas
  • phase relaxation length
  • virtual lattice
  • Thomas-Fermi approximation