Влияние нестационарных и многочастичных эффектов на туннелирование электронов

• Автор: Соколовский, Дмитрий Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 171 c. : ил

1. СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О НЕСТАЦИОНАРНЫХ И МНОГОЧАСТИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ ПРИ ТУННЕЛИРОВАНИИ

1.1.Современное состояние вопроса о квантовомехани-ческом времени пролета

1.2. Не стационарные процессы при резонансном туннелировании

1.3.Современное состояние теоретических методов исследования многочастичного туннелирования

2. ВРЕМЯ ПРОЛЕТА ЭЛЕКТРОНА ПРИ ТУННЕЛИРОВАНИИ

2.1.Введение

2.2.Квантовый аналог классического времени пролета

2.3.СВЯ&В пролетного времени с углами поворота спина

в магнитном поле

2.4.Время пролета в задачах центрального рассеяния

2.5.Время туннелирования

2.6.Время пролета для волнового пакета
2.7.Время туннелирования в нестационарных задачах
2.8.Обсуждение полученных результатов и основные
выводы
3. РЕЗОНАНСНОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ ЧЕРЕЗ НЕСТАЦИОНАРНЫЙ БАРЬЕР
3.1 .Введение
3.2.Общая постановка задачи и метод решения
3.3.Правило квантования в яме и амплитуда нерезонансного туннелирования
3.4.Резонансное туннелирование
3.5.Обсуждение полученных результатов и основные
выводы

4. МНОГОЧАСТИЧНОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ ЧЕРЕЗ ТОНКИЕ БАРЬЕРЫ
4.1 .Введение
4.2.Особенности туннелирования через тонкие барьеры
4.3.Одночастичная функция Грина в представлении
невозмущенной системы
4.4.Вычисление одноэлектронного тока в первом порядке по прозрачности при учете межчастичного взаимодействия
4.5.Построение старших порядков теории возмущений
по прозрачности
4.6.Квантовые шумы одноэлектронного туннельного
тока
4.7.Обсуждение полученных результатов и основные
выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение I. Время пролета в случае свободного
движения
Приложение 2. Времена туннелирования и отражения в
случае прямоугольного барьера
Приложение 3. Время туннелирования в автоэмиссионном
случае
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность проблемы. В последнее время возник большой интерес к теоретическому и экспериментальному исследованию самых разнообразных туннельных явлений. Это вызвано несколькими причинами. Появилась реальная возможность создания работоспособных даже в условиях низкого вакуума многоострийных автоэмиссионных катодов АЭК / I /. Исследование энергетического распределения и статистики электронов при автоэлектронной эмиссии АЭЭ, а также изучение шумовых характеристик туннельной системы позволяет получить информацию о плотности поверхностных состояний, о зонной структуре приповерхностной области, об электрон-фононном взаимодействии в этой области / 43 /. Показана возможность работы АЭК в СВЧ поле / 2 /. Такие катоды могут широко использоваться в различных системах СВЧ - электроники / 2 /. Активно исследуются в настоящее время свойства как нормальных, так и сверхпроводящих туннельных контактов / 67-73, 79,80 / в связи с возможностью их использования в микроэлектронике. Изучение свойств таких контактов позволяет получить обширную информацию о процессах, происходящих в приповерхностной области. Возникший интерес к исследованию резонансного туннелирования связан с уникальной возможностью непосредственного получения информации о свойствах адсорбата /36-61/, характерных параметрах латерального взаимодействия и взаимодействия адсорбата с подложкой.
Вместе с тем теоретические методы исследования туннельных процессов развиты недостаточно. Отсутствуют четкие представления о временных характеристиках процесса туннелирования. В многочисленных работах / 15-19 /, посвященных этой проблеме получен ряд противоречивых результатов. Так, существующие оценки времени тун-

Вычисляя оставшийся интеграл по ^ методом стационарной фазы, находим:
•1,т г_ Мы! о ирлл 2^2312
(2.32)
3(вд>а,+о1=(^){е
Г-Э Оо
с . йЮЦГ2-Ъг
Смысл формулы (2.32) очевиден: частица может попасть из в ^ двумя различными способами: непосредственно, её энергия равна при этом М^-Г^/ЯХ2, и рассеявшись на потенциале /(г) . При этом ей приходится пройти путь, равный 2х и её энергия оказывается равной
*“ 1УУ| сс2-причем амплитуда вероятности такого рассеяния дается величи-ной 0.Г-1 {(Е,0) .
Из двух возможных способов перехода нас интересует тот, что отвечает рассеянию. Согласно (2.10) для среднего времени, проведенного частицей рассеянной на угол 9 внутри области г< ^ из (2.32) и (2.7) имеем:

§Жг) “ (2.33)

«Е,е1-Ц1Е,«|е'ЧВД