Нанотехнологии в металлургии
жүктеу/скачать 0.95 Mb.
|
| Рисунок 1.2 - Схематическое изображение квантового точечного контакта в двумерном электронном газе высокой подвижности на интерфейсе гетероперехода GaAs/AlGaAs
Квантование электропроводности квантового точечного контакта в единицах величиной 2е‘/И (рисунок 1.2, б). Если затворное напряжение, определяющее характер сужения, становится менее отрицательным, ширина точечного контакта увеличивается непрерывно, но число распространяющихся мод на уровне Ферми увеличивается скачкообразно. Образующиеся дискретные шаги электропроводности начинают смешиваться и размываться, когда тепловая энергия становится сопоставимой с энергетическим интервалом между модами. В некоторых особых случаях квантование электропроводности может наблюдаться и при комнатной температуре, но, как правило, данный эффект проявляется лишь при крайне низких температурах. В коротком квазиодномерном канале между двумя участками двумерного электронного газа, образованного в гетероструктуре AlCiaAs/AlGaAs под действием металлических затворных электродов, осажденных на поверхность многослойной структуры (рисунок 1.2, а), электропроводность увеличивается дискретными шагами с увеличением плотности электронов в канале. На рисунке 1.2, б показана последовательность ступенчатых изменений электропроводности в двумерном электронном газе при изменении ширины w посредством приложения напряжения к затвору. Влияние уменьшения длины / на электропроводность О представляет собой особенно любопытный феномен. Если бы сохранялся омический режим из уравнения (3), уменьшение GaAs/AlGaAs к нулю привело бы к бесконечному увеличению G, а сопротивление бы спало при этом до нуля. Всегда имеет место одно остаточное конечное сопротивление. В режиме баллистического переноса I < Хе электроны могут распространяться без потери начального импульса, поскольку случаями рассеяния можно пренебречь. Выражение, описывающее баллистическую G 2е2 ~Л~. (3) электропроводность, включая двухспинную ориентацию (вырождение спина), в идеальном случае имеет вид: Это отношение обычно называют формулой Ландауэра. Соответственно, баллистическая электропроводность квантуется в единицах кванта проводимости Go — 2e!/h = 7,748 • 10'5 Ом"1, дважды обратного кванту сопротивления Ro - h/e2 =2,581 • 101 Ом. Формула Ландауэра для квантового переноса может быть обобщена до случая рассмотрения «сети», в котором несколько проволок соединяют «нагрузку» с «резервуарами» электронов, что даст выражение, суммирующее вклады каждого отдельного канала. Таким образом, обозначив число каналов, доступных для переноса заряда (т. е. число поперечных мод, энергии которых ниже энергии Ферми электродов или «резервуаров» электронов) как Nc, получаем: жүктеу/скачать 0.95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|