Electronic Transport in Mesoscopic Systems
Datta
Electronic Transport in Mesoscopic Systems
Von S. Datta.
Cambridge University Press, Cambridge 1995. XV + 377 S., Hardcover, £ 50.-.
ISBN 0-521-41604-3
Diese Monographie ist ein nützliches, wohldurchdachtes Buch, das dem fortgeschrittenen Studenten wie dem erfahrenen Forscher sehr hilfreich bei der Einarbeitung in dieses aktuelle Gebiet sein kann. Der Autor beleuchtet Konzepte und Begriffsbildungen von verschiedenen Seiten und führt so den Leser zu einem tieferen Verständnis der behandelten Phänomene. Übungsaufgaben (Lösungen am Ende des Buches) und sinnvolle Literaturhinweise am Ende eines jeden Kapitels ermöglichen eine Vertiefung des Stoffs.
Das Buch gliedert sich in acht Kapitel. Nach einer kurzen Zusammenfassung der Grundlagen wird im Kap. 2 die Landauer-Büttiker-Theorie entwickelt, die den Transport durch eine mesoskopische Probe auf Wahrscheinlichkeiten für die Transmission von Elektronen aus einlaufenden in auslaufende Zustände in den Zuleitungen zwischen Probe und Kontakten zurückführt. Nach einer quantenmechanischen Begründung in Kap. 3 wird dieser "Transmissionsformalismus" in den folgenden Kapiteln auf drei Schwerpunkte der mesoskopischen Physik angewendet: (i) den quantisierten Hall-Effekt in Systemen mit "adiabatischem Transport" in Randzuständen und sublinearer Zunahme des Widerstands mit der Probenlänge, (ii) Interferenzeffekte wie schwache Lokalisierung, universelle Leitwertfluktuationen und Aharonov-Bohm-Oszillationen in diffusiven, aber phasenkohärenten Systemen, und (iii) Tunnelphänomene in Doppelbarrierenstrukturen. Die beiden abschließenden Kapitel behandeln optische Analogien bzw. eine sehr intuitive Einführung in den (Keldish-)Formalismus für Nichtgleichgewichts-Green-Funktionen.
Das Buch beschränkt sich auf Einteilcheneffekte, die im Rahmen des "Transmissionsformalismus" diskutiert werden können. Die Wechselwirkung zwischen den Elektronen erscheint nur als "Coulomb-Blockade", die zu Einzelelektroneneffekten beim Tunneln führt; Abschirmeffekte (z. B. auf die elektronische Struktur des Probenrands) und Korrelationseffekte (gebrochenzahliger Quanten-Hall-Effekt, "Composite Fermions") werden nicht diskutiert. Auch Kommensurabilitätseffekte (Weiss-Oszillationen) und Konsequenzen chaotischer Bewegung auf den Transport in mesoskopischen "Elektronenbillards" kommen nicht vor. Dennoch und trotz des stattlichen Preises, kann ich dieses Buch sehr empfehlen, weil der ausgewählte Stoff wirklich souverän und sehr verständlich dargeboten wird, und weil nichts Vergleichbares oder gar Besseres auf dem Markt ist.
R. Gerhardts, Stuttgart
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