Влияние неупругих эффектов на спин-зависящий транспорт в наноструктурах

• Автор: Аксенов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Особенности электронного транспорта в низкомерных системах

1.1 Двумерный электронный газ

1.2 Квантовый транспорт через молекулярные структуры

1.3 Спин-зависящий транспорт

1.4 Эффект Фано

1.5 Формализм Ландауэра-Бюттикера “

2 Неупругий спин-зависящий одноэлектронный транспорт через спиновые наноструктуры в приближении непрерывной среды

2.1 Прохождение электрона через потенциальный рельеф спинового димера

2.1.1 Гамильтониан системы и особенности потенциальной структуры, обусловленный г — /-обменным взаимодействием
2.1.2 Транспортные характеристики в нулевом магнитном поле
2.1.3 Индуцирование магнитным полем пиков прозрачности

Оглавление З
2.1.4 Сильные магнитные поля
2.2 Неупругий транспорт через четырехспиновую цепочку и шестиспиновый кластер
2.3 Резюме
3 Вольт-амперная характеристика спин-димерной системы
3.1 Неупругий транспорт в системе двух металлических контактов,
разделенных слоем спиновых димеров
3.1.1 Гамильтониан в приближении сильной связи
3.1.2 Стационарные состояния и коэффициент прохождения
3.2 Вольт-амперная характеристика и ее особенности
3.3 Резюме
4 Проявление резонансов Фано при спин-зависящем транспорте электрона через структуру спинового димера
4.1 Особенности транспорта электрона, взаимодействующего только с одним спином димера
4.1.1 Гамильтониан системы с усеченным s-f - взаимодействием
4.1.2 Коэффициент прохождения системы для случая усеченного s — /-взаимодействия гейзенберговского вида
4.1.3 Транспортные характеристики системы для усеченного
s — /-взаимодействия изинговского вида
4.1.4 Транспортные характеристики изинговского димера для усеченного гейзенберговского s-f - взаимодействия
4.1.5 Транспорт через изинговский димер при усеченном изинговском s — /-обменном взаимодействии
Оглавление

4.2 Проявление резонансов Фано в транспортных характеристиках для различных типов обменных связей при полном 5 — /- взаимодействии
4.2.1 Транспорт электрона, взаимодействующего с димером посредством гейзенберговского в — /- взаимодействия
4.2.2 Транспорт электрона, взаимодействующего с димером посредством изинговского 5 — /- взаимодействия
4.2.3 Транспорт электрона, взаимодействующего с изингов-ским димером посредством гейзенберговского 5 — /- взаимодействия
4.2.4 Транспорт электрона, взаимодействующего с изингов-ским димером посредством изинговского 5 — /- взаимодействия
4.3 Магнитосопротивление устройства со спиновым димером в качестве активного элемента
4.4 Резюме
Заключение
Благодарности
Литература

Глава 1. Особенности транспорта в низкоразмерных системах

менение с отрицательным знаком в упругой компоненте туннельного тока может превосходить положительный вклад от неупругой компоненты, что приводит к отрицательному пику второй производной тока по напряжению с121 /<ГУ2 [116,117]. Особенности такого рода были получены экспериментально при изучении одиночных молекул и МСС посредством ШТЭ [105,118]. Различные особенности поведения ВАХ и проводимости при еУ = Ьшо объясняются интерференцией между разными порядками (по электрон-фононному взаимодействию М) упругих вкладов в туннельный ток. Модель, описывающая эти эффекты, включает берега металлических электродов, разделенных одиночным электронным уровнем молекулы, соединенным с фононной ванной [119,120]. Простейший гамильтониан такой системы имеет вид
Я = е0(1+с1+ш0а+а+ £кССк + (УкСб, + Э.С.) +М (а+ + а) сс0,
ке{Ь, Я} ке{ь, Я}
(1.16)
гдесИ, ф а+, а - операторы рождения и уничтожения электронов на уровне молекулы с энергией £о и фонона с частотой и>о соответственно. Операторы с£, Ск рождают и уничтожают электроны в состоянии с волновым вектором к и энергией £к на электродах. Связь между состояниями электронов на контактах и молекуле определяется интегралами перекрытия 14. Амплитуда туннелирования А во втором порядке по параметру электрон-фононного взаимодействия М может быть записана как А = Ао + АМ + А2М2, где Ао - амплитуда прохождения без возбуждения фонона (упругий вклад); Ах -амплитуда прохождения с возбуждением фонона (неупругий вклад); А2 - амплитуда туннелирования, при котором происходит рождение и уничтожения фонона (упругий вклад). Следовательно интенсивность А2 во втором порядке содержит слагаемое, описывающее неупругий процесс, и интерферирующие упругие процессы, т.е. А2 ~ А2 + М2 (А2 + А0А2).