Транспортные характеристики туннельных гетероструктур: переход от квантового к классическому пределу

• Veröffentlicht in: Физика низких температур
• Datum: 2012
• Hauptverfasser: Свистунов, В.М., Бойло, И.В., Белоголовский, М.А.
• Format: Artikel
• Sprache: Russisch
• Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2012
• Schlagworte: Квантовые когерентные эффекты в сверхпроводниках и новые материалы
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117118
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Транспортные характеристики туннельных гетероструктур: переход от квантового к классическому пределу / В.М. Свистунов, И.В. Бойло, М.А. Белоголовский // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 4. — С. 440-445. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Рассмотрены два возможных механизма частичной или полной потери информации, которая содержится в квантово-механической фазе электрона при его движении в стохастической твердотельной
 структуре. Первый заключается в фазовой рандомизации электронных характеристик (например, вследствие упругих рассеяний электронов на дефектах в тонких металлических слоях), а второй обусловлен
 неупругими взаимодействиями носителей тока с внешними степенями свободы. На примере двухбарьерной гетероструктуры показано, что в первом случае квантовый подход к проблеме сводится к полуклассическому методу, когда вместо квантовых амплитуд вероятностей фигурируют сами вероятности отдельных событий, а второй соответствует переходу к классической теории зарядового транспорта.
 Рассчитано влияние декогеренции на дифференциальную проводимость и дробовой шум в двухбарьерных туннельных системах со сверхпроводящим электродом и проанализировано их изменение, обусловленное переходом от квантового к некогерентному классическому режиму электронного транспорта. Розглянуто два можливих механізми часткової або повної втрати інформації, яка міститься у квантово-механічній фазі електрона при його руху в стохастичній твердотільній структурі. Перший з них полягає в фазовій рандомізації електронного транспорту (наприклад, внаслідок пружних розсіювань електронів на дефектах в тонких металевих шарах), а другий обумовлений непружними взаємодіями носіїв
 струму із зовнішніми ступенями свободи. На прикладі двобар’єрної гетероструктури показано, що в
 першому випадку квантовий підхід до проблеми зводиться до напівкласичного методу, коли замість квантових амплітуд ймовірностей фігурують самі ймовірності окремих подій, а другий відповідає переходу
 до класичної теорії зарядового транспорту. Розраховано вплив декогеренції на диференціальну провідність і дробовий шум в двобар’єрних тунельних системах з надпровідниковим електродом та проаналізовано їх зміну, обумовлену переходом від квантового до некогерентного класичного режиму електронного транспорту. Two possible mechanisms of partial or complete
 loss of information encoded in the quantummechanical
 phase of an electron moving in a stochastic
 solid-state structure are considered. The first one is
 the phase randomization of electronic characteristics
 (e.g. due to elastic scatterings of carriers by defects in
 thin metal layers) and the second one appears due to
 inelastic interactions of carriers with external degrees
 of freedom. The double-barrier heterostructure taken, as an example shows that in the first case, the quantum
 description reduces to a semi-classical approach, in
 which the probability amplitudes are replaced by corresponding
 probabilities of some events, and the
 second case corresponds to the transition to the classical
 charge-transport theory. The effect of decoherence
 on differential conductance and shot noise in
 double-barrier systems with a superconducting electrode
 is calculated, and their changes caused by the
 transition from quantum to classical incoherent regime
 of electron transport are analyzed.