ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Проект посвящен изучению корреляционных функций высших порядков и спектральной плотности флуктуаций туннельного тока в структурах нанометровых размеров, обусловленных межчастичным взаимодействием. С уменьшением размеров системы электрон-фононное взаимодействие и кулоновские корреляции локализованных электронов сильно влияют на поведение корреляционных функций туннельного тока высших порядков. Кроме того, в системах сверхмалых размеров определяющую роль в формировании спектральных и шумовых характеристик туннельного тока могут играть отдельные локализованные состояния. В рамках проекта будет исследована зависимость флуктуаций туннельного тока от величины межчастичного взаимодействия в широком диапазоне изменения напряжения на контакте. В области низких частот будут выявлены условия, при которых вклад в туннельный ток от шума со спектром 1/f^alpha преобладает над вкладом от дробового шума. Будут проанализированы условия при которых возможно подавление амплитуды низкочастотного шума со спектром 1/f^alpha за счет изменения заряда взаимодействующих локализованных состояний, находящихся в области контакта. Кроме того, планируется исследовать возможности подавления дробового шума за счет изменения скоростей туннельных переходов между локализованными состояниями и берегами контакта. Будут изучены различные режимы релаксации отдельных зарядовых состояний в связанных квантовых точках, и возможность возникновения мультистабильности за счет кулоновского взаимодействия. Будет исследовано влияние флуктуаций туннельного тока на переключение между различными режимами релаксации зарядовой плотности.
Предложена теоретическая модель, которая позволяет описать нестационарный электронный транспорт через многоуровневую промежуточную систему нанометровых размеров, расположенную между двумя резервуарами с состояниями непрерывного спектра. В модели точно учтены кулоновские корреляции локализованных электронов во всех порядках по величине кулоновского взаимодействия и корреляции высших порядков по взаимодействию локализованных электронов с электронами проводимости в состояниях непрерывного спектра. С помощью предложенной модели выявлены различные режимы релаксации локализованной в квантовых точках электронной плотности, и найдены зависимости скоростей релаксации от параметров системы; обнаружен эффект динамического захвата заряда в системе связанных квантовых точек, взаимодействующих с термостатом, который является прямым следствием наличия в системе кулоновского взаимодействия. Показано, что существует особый режим релаксации заряда с резким уменьшением амплитуды и последующим почти полным ее восстановлением. Показано, что именно кулоновские корреляции локализованных электронов приводят к появлению резкого глубокого провала с последующим восстановлением амплитуды чисел заполнения. Исследованы особенности релаксации заряда из синглетного состояния в связанных квантовых точках, взаимодействующих с состояниями непрерывного спектра, при наличии кулоновского взаимодействия между локализованными электронами как в каждой из точек, так и между квантовыми точками. Показано, что амплитуда кулоновских корреляций локализованных в кулоновские корреляции между локализованными электронами в разных квантовых точках сильнее влияют на процесс релаксации заряда, чем кулоновские корреляции электронов, локализованных в одной точке. Обнаружено, что наличие кулоновских корреляций приводит к появлению в системе многократно повторяющихся временных интервалов, в которых происходит образование динамической инверсной заселенности, то есть в определенные промежутки времени верхний уровень энергии заполнен сильнее, чем нижний уровень энергии. Исследована роль корреляций, обусловленных электрон-фононным взаимодействием, при релаксации заряда в системе связанных квантовых точек, взаимодействующих с состояниями непрерывного спектра резервуара. Показано, что учет электрон-фононного взаимодействия приводит к увеличению скорости релаксации локализованного заряда и к возникновению в процессе релаксации осцилляции во временной эволюции электронных чисел заполнения, связанных с наличием процессов поглощения и испускания фононов при перераспределении заряда между уровнями энергии в квантовых точках. Методом сканирующей туннельной микроскопии/спектроскопии проведены измерения спектральной плотности туннельного тока в широком диапазоне напряжений на поверхностях полупроводников Si(110) и Si(111). Измерения показали, что амплитуда спектральной плотности туннельного тока не зависит от значения туннельного тока, задаваемого при проведении измерений, а определяются величиной напряжения, приложенного к туннельному контакту.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 4 февраля 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Исследование неравновесной статистики туннельного тока в структурах нанометровых размеров с межчастичным взаимодействием |
Результаты этапа: Исследована временная эволюция произвольного смешанного состояния в системе связанных квантовых точек с кулоновскими корреляциями. Показано, что степень перепутанности определяется средним значением определенной комбинации парных корреляционных функций электронов и может быть определена двумя способами в зависимости от применяемой процедуры измерений. Обнаружено увеличения степени перепутанности в процессе релаксации по сравнению со значением в начальный момент времени, что связано с наличием в системе квантовых точек кулоновских корреляций локализованных электронов. Исследованы особенности неравновесных конфигураций заряда в системе двух сильно связанных квантовых точек, слабо взаимодействующих с состояниями непрерывного спектра резервуара при наличии кулоновских корреляций локализованных электронов. . Обнаружено, что для определенных значений параметров системы полное электронное число заполнения может резко уменьшаться с ростом величины напряжения на туннельном контакте в результате того, что туннелирующий электрон изменяет многочастичное состояние квантовых точек и выбивает электроны, локализованные под уровнем Ферми. В случае асимметричного туннельного контакта обнаружено явление спиновой блокады. Показано существование мультистабильности в связанных квантовых точках с кулоновскими корреляциями, когда одному значению величины туннельного тока соответствует два значения частоты внешнего поля. Исследовано влияние электрон-фононного взаимодействия на формирование сингулярных особенностей в спектральной плотности туннельного тока. Получены выражения для описания вкладов поправок, связанных с электрон-фононным взаимодействием, в спектральную плотность туннельного тока. В случае слабой связи локализованного состояния с берегами туннельного контакта в спектральной плотности туннельного тока выявлено появление дополнительных особенностей при величине напряжения, равной энергии уровня локализованного состояния, сдвинутого на величину фононной частоты. Методом сверхвысоковакуумной сканирующей туннельной микроскопии/спектроскопии проведены измерения спектральной плотности туннельного тока для случая нерезонансного туннелирования между энергетическими уровнями локализованных состояний, расположенных в области туннельного контакта. Обнаружено, что для различных величин напряжения на туннельном контакте величины показателей степени низкочастотной составляющей спектральной плотности туннельного тока значительно отличаются. Исследованы особенности, локальной туннельной проводимости, вызванные наличием низкоразмерных структур - единичных и взаимодействующих адатомов германия, а также доменных стенок на поверхности Ge(111) исследованы особенности, локальной туннельной проводимости, вызванные наличием низкоразмерных структур - единичных и взаимодействующих адатомов германия, а также доменных стенок на поверхности Ge(111). Показано, что наличие низкоразмерных структура на поверхности приводит к формированию дополнительных особенностей - пиков в запрещенной зоне поверхностных состояний. Для объяснения результатов эксперимента предложена теоретическая модель. Переходы между различными состояниями были исследованы с помощью уравнений Гейзенберга для псевдочастиц с ограничением на пространство физических состояний системы. | ||
2 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Исследование неравновесной статистики туннельного тока в структурах нанометровых размеров с межчастичным взаимодействием |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Исследование неравновесной статистики туннельного тока в структурах нанометровых размеров с межчастичным вз |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".