![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Баллистическая проводимость нитей
Характер проводимости квантовых нитей существенно зависит от их длины. Если длина нити L существенно превосходит длину свободного пробега носителей l, то удельная проводимость нити в расчете на единицу длины дается обычным классическим выра- выражением, Различие с массивным образцом будет лишь в том, что рассеяние носителей в нити и в массивном образце может быть весьма разным, в связи с чем длина пробега выражениями и требует специального анализа для своего нахождения. Значительно более интересна и необычна ситуация L < При этом электрон, вылетев из одного контакта, долетает до другого контакта без столкновений, как снаряд, выпущенный из пушки. Такая аналогия привела к тому, что рассматриваемые бесстолкновительные структуры часто называют баллистическими. Пусть имеется баллистическая одномерная структура, снабженная металлическими контактами, между которыми мы приложили напряжение V. Контакты можно рассматривать как электронные резервуары, характеризуемые химическими потенциалами причем достаточно низкой, так что электроны в резервуарах полностью вырождены. В области энергий контактах полностью заполнены, так что электроны из этих состояний не могут создавать ток в цепи. Такой ток связан исключительно с электронами из энергетического интервала левом контакте есть электроны, вылетающие в нить, а состояния правого контакта пусты и способны эти электроны принять. Вычислим величину возникающего тока. Если электрон имеет импульс
энергиями
Если разность существуют только в подзонах с в интервале длиной сказанного ранее следует, что в интервале вырождения есть окончательно из (7.1) имеем (подзон), лежащих ниже уровня химического потенциала, т. е. содержащих электроны. Итак, наши выкладки привели к тому, что проводимость балли- баллистической квантовой нити
Полученная формула носит общий характер и не зависит ни от ха- характеристик нити (за исключением числа заполненных уровней), ни от условий измерений. Как и формула для КЭХ (6.9), она не содержит ничего, кроме мировых констант. Необходимо обратить внимание еще на один важный вопрос. Наличие конечной проводимости у системы означает, что при приложении к ней напряжения V в системе протекает ток и происхо- происходит выделение энергии, равное аналог эффекта Джоуля—Ленца в обычном проводнике. Физика джоу- левых потерь хорошо известна: электроны, разгоняющиеся в электрическом поле, отдают энергию кристаллической решетке за счет столкновений. Но в баллистической нити электроны не испытывают столкновений! Откуда же берутся тепловые потери? Они происходят не в самой нити, а в контактах, причем в обоих контактах поровну. Известно, что в системе вырожденных электронов весь токоперенос осуществляется электронами на уровне Ферми. Иными словами, все электроны, поступающие в левый контакт из внешней цепи, имеют энергию электроны из интервала энергий энергией
Рис 7.1. Экспериментальная зависимость проводимости квантовой нити (точечного контакта) от напряжения на затворе, определяющего концент- концентрацию носителей.
Интересно проследить, как зависит проводимость баллистической нити от концентрации электронов в ней. В структурах с затвором Шоттки концентрацию можно менять с помощью напряжения, прикладываемого к затвору. По мере уменьшения отрицательного потенциала на затворе ширина квантовой нити и концентрация носителей в ней возрастают. При этом возрастет число заполненных квантово-размерных подзон, как за счет роста концентрации, т. е. уровня Ферми, так и за счет уменьшения энергетического расстояния между квантовыми уровнями. Если температура низка и электроны в структуре полностью вырождены, то каждый раз, когда очередной уровень Если нить не является достаточно короткой и высококачественной, то электрон на пути от контакта до контакта может испытать рассеяние на примеси или ином дефекте нити. Такое рассеяние является упругим, т. е. происходит без изменения энергии. Если электрон остается на том же квантовом уровне
За счет зависимости коэффициентов отражения электронов, а также за счет теплового размытия функции распределения носителей ступеньки, даваемые формулой (7.3), могут быть несколько размыты, однако в реальных высококачественных структурах они могут наблюдаться очень отчетливо. Экспериментальные исследования описанного квантования проводимости в коротких (баллистических) нитях часто проводятся на структурах, представляющих собой, строго говоря, не нить как таковую, а так называемый точечный контакт, т. е. узкую перемычку, соединяющую собой два участка двумерного электронного газа достаточно большой площади. Формально это как бы нить, имеющая длину, сравнимую с ее шириной, причем последняя имеет достаточно малую величину. Квантование проводимости должно наблюдаться и в таких структурах (это неудивительно, поскольку окончательная формула (7.2) не содержит никаких конкретных параметров, описывающих размеры и форму нити). В частности, экспериментальные зависимости, показанные на рис. 7.1, получены именно на таком квантовом микроконтакте.
Date: 2015-05-18; view: 1360; Нарушение авторских прав |