Моделювання фільтрації холодних електронів у тунельних наноструктурах з металевою квантовою точкою

В. М. Єрмаков, О. О. Понежа

Інститут теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова НАН України, вул. Метрологічна, 14б, 03143 Київ, Україна

Отримано: 02.09.2020. Завантажити: PDF

Запропоновано мікроскопічну модель пригнічування температурного розподілу електронів у резонансних тунельних структурах з нелінійністю, обумовленою електрон-фононною взаємодією в припущенні наявності вироджених рівнів у квантовій ямі. Електрон-фононна взаємодія призводить до ефективного притягання зі зняттям виродження та зниженням енергетичного рівня. Ми відзначаємо, що у запропонованій моделі проявляється ефект Фано, пов’язаний з багатоканальним тунелюванням. Як приклад, розглянуто ефект пригнічення теплового розкиду електронів в нанотранзисторі з металевою квантовою точкою. Виявлено досить значне (близько 200 К) нагрівання квантової точки, викликане проходженням струму через нанотранзистор. Незважаючи на нагрівання, ефект фільтрації холодних електронів чітко спостерігається. Теорія та експеримент добре узгоджуються.

Ключові слова: резонансне тунелювання, квантова точка, електрон-фононна взаємодія, вироджені рівні, фільтрування термічного розкиду електронів.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i11/1467.html

PACS: 71.70.-d, 73.21.La, 73.23.Hk, 73.40.Gk


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. M. Ionescu and H. Riel, Nature, 479: 329 (2011). Crossref
  2. A. C. Seabaugh and Q. Zhang, Proc. IEEE, 98: 2095 (2011). Crossref
  3. S. Lee, Y. Lee, E. B. Song, and T. Hiramoto, Nano Lett., 66: 71-7 (2014). Crossref
  4. Z. A.K. Durrani, M. E. Jones, Ch. Wang, D. Liu, and J. Griffiths, Nanotechnology, 28: 125208-11 (2017). Crossref
  5. P. Bhadrachalam, R. Subramanian, V. Ray, L.-Ch. Ma, W. Wang, J. Kim, K. Cho, and S. J. Koh, Nature Communications, 5: Article No. 4745: (2014). Crossref
  6. T. Fujisawa, T. H. Oosterkamp, W. G. van der Wiel, B. W. Broer, R. Aguado, S. Tarucha, and L. P. Kouwenhoven, Science, 282, Iss. 5390: 932 (1998). Crossref
  7. V. N. Ermakov and E. A. Ponezha, Low Temp. Phys., 45: 938 (2019). Crossref
  8. V. N. Ermakov and E. A. Ponezha, Low Temp. Phys., 23: 314 (1997). Crossref
  9. V. N. Ermakov and E. A. Ponezha, J. Phys.: Condens. Matter., 10: 2993 (1998). Crossref
  10. V. N. Ermakov, Physica E, 8, Iss. 1: 99 (2000). Crossref
  11. A. S. Alexandrov, A. M. Bratkovsky, and R. S. Williams, Phys. Rev. B, 67: 075301 (2003). Crossref
  12. A. S. Alexandrov and A. M. Bratkovsky, Phys. Rev. B, 67: 235312 (2003). Crossref
  13. V. N. Ermakov, S. P. Kruchinin, H. Hori, and A. Fujiwara, Int. J. Modern Physics B, 21, No. 11: 1827 (2007). Crossref
  14. A. S. Davydov and V. N. Ermakov, Physica D, 28, Iss. 1–2: 168 (1987). Crossref
  15. J. Gӧres, D. Goldhaber-Gordon, and S. Heemeyer, M. A. Kastner, H. Shtrikman, D. Mahalu, and U. Meirav, Phys. Rev. B, 62: 2188 (2000). Crossref
  16. A. E. Miroshnichenko, S. Flach, and Yu. S. Kivshar, Rev. Mod. Phys., 82: 2257 (2010). Crossref