Алгоритм вычисления коэффициента прохождения электронов через периодические одномерные и двумерные наноструктуры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Базируясь на численном методе поиска уровней энергий и собственных волновых функций стационарных состояний реализован алгоритм для расчета функции прохождения электронов в произвольном потенциальном поле как в одномерном, так и в двумерном случаях. Результаты сравнены с известными аналитическими и численными решениями. В качестве двумерных наноструктур рассмотрена скрученная нанолента. Предложено обобщение полученных результатов на двумерные трансляционно-инвариантные волноводы: задача вычисления собственных функций и постоянных распространения направляемых мод.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Р. Садыков

Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Снежинский физико-технический институт Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: n.r.sadykov@rambler.ru
Снежинск

С. Н. Скрябин

Филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Снежинский физико-технический институт Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»

Email: n.r.sadykov@rambler.ru
Россия, Снежинск

Список литературы

  1. Демиховский В.Я., Вугальтер Г.А. Физика квантовых низкоразмерных структур. М.: Логос, 2000. 248 с.
  2. Дегтярев В.Ф., Жилинский А.П. // Нанострукт. Матем. физ. и моделир. 2020. Т. 21. № 2. С. 33.
  3. Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В.А. Основы наноэлектроники. Новосибирск: НГТУ, 2000. 331 с.
  4. Селина Н.В. // Нанострукт. Матем. физ. и моделир. 2018. Т. 18. № 1. С. 33.
  5. Давидович М.В. // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 9. С. 1387, Davidovich M.V. // Tech. Phys. 2022. V. 67. No. 9. P. 1196.
  6. Давидович М.В. // ЖТФ. 2023. Т. 93. № 4. С. 495, Davidovich M.V. // Tech. Phys. 2023. V. 68. No. 4. C. 462.
  7. Krive I.V., Palevski A., Shekhter R.I., Jonson M. // Low Temp. Phys. 2010. V. 36. No. 2. P. 119.
  8. Wang J., Naftaly M., Wasige E. // Appl. Sciences. 2022. V. 12. P. 3822.
  9. Asada M., Suzuki S. // Sensors. 2021. V. 21. P. 1384.
  10. Grishakov K., Katin K., Maslov M. // Appl. Sciences. 2023. V. 13. P. 3007.
  11. Parmee R.J., Collins C.M., Milne W.I., Cole M.T. // Nano Convergence. 2015. V. 2. P. 1.
  12. Evtukh A., Hartnagel H., Yilmazoglu O., Mimura H., Pavlidis D. Vacuum nanoelectronic devices: novel electron sources and applications. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd., 2015. 464 p.
  13. Egorov N.V. Sheshin E.P. Field emission electronics. Springer Series in Advanced Microelectronics. Switzerland, 2017. 568 p.
  14. Елецкий А.В. // УФН. 2010. Т. 180. С. 897, Eletskii A.V. // Phys. Usp. 2010. V. 53. P. 863.
  15. Захарченко М.В., Глинский Г.Ф. // «Журнал технической физики». 2023. Т. 93. № 10. С. 1396, Zakharchenko M.V., Glinskii G.F. // Technical Physics. 2023. Vol. 68. No. 10. Р. 1297.
  16. Sadykov N.R., Khrabrov R.S., Pilipenko I.A. // Eur. Phys. J. D. 2023. V. 77. Art. No. 9.
  17. Кусмарцев Ф.В., Кревчик В.Д., Семенов М.Б. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 104. № 6. С. 406, Kusmartsev F.V., Krevchik V.D., Semenov M.B. et al. // JETP Lett. 2016. V. 104. No. 6. P. 392.
  18. Buttiker M. // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 12485.
  19. Wielandt H. // Math. Z. 1944. V. 60. P. 93.
  20. Икрамов Х.Д. Несимметричная проблема собственных значений: численные методы. М.: Наука, 1991. 240 с.
  21. Скрябин С.Н., Петрова Ю.А., Садыков Н.Р. // Письма в ЖЭТФ. 2024. Т. 50. № 15. С. 41, Skryabin S.N., Petrova Y.A., Sadykov N.R. // Tech. Phys. Lett. 2024. V. 50. No. 8. P. 37.
  22. Schmidt A.G.M., Pereira M.E. // Phys. Lett. A. 2024. Т. 517. Art. No. 12967.
  23. Беляков В.А. // Нанострукт. Матем. физ. и моделир. 2014. Т. 10. № 2. С. 41.
  24. Jensen Kevin L. Electron emission physics. Advances in imaging and electron physics. V. 149. Academic Press, 2007. 338 p.
  25. Ардашева Л.И., Садыков Н.Р., Черняков В.Е. // Квант. электрон. 1992. Т. 19. № 9. С. 903, Ardasheva L.I., Sadykov N.R., Chernyakov V.E. // Sov. J. Quantum. Electron. 1992. V. 22. No. 9. P. 840.
  26. Афанасьев А.Н., Мялицин Л.А., Садыков Н.Р., Садыкова М.О. // Изв. вузов. Физ. 2005. Т. 48. № 1. С. 11, Afanas’ev A.N., Myalitsin L.A., Sadykov N.R., Sadykova M.O. // Russ. Phys. J. 2005. V. 48. No. 1. P. 10.
  27. Юдина Н.В., Садыков Н.Р. // Вестн. НИЯУ МИФИ. 2017. Т. 6. № 6. С. 512.
  28. Stern T.E., Gossling B.S., Fowler R.H. // Proc. Royal. Soc. London A. 1929. V. 124. P. 699.
  29. Садыков Н.Р., Петрова Ю.А., Пилипенко И.А. и др. // Журн. хим. физики. 2023. Т. 97. № 2. С. 1., Sadykova N.R., Petrova Yu.A., Pilipenko I.A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2023. V. 97. No. 2. P. 367.
  30. Petukhova A.Y., Perminov A.V., Starikova V.A., Konina Y.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2024. V. 88. No. 6. P. 1000.
  31. Казаринов Р.Ф., Сурис Р.А.// ФТП. 1971. № 4. С. 797.
  32. Weiglhofert W.S., Lakhtakia A. // J. Phys. D. Appi. Phys. 1993. V. 26. P. 2117.
  33. Дремов В.В., Садыков Н.Р. // Опт. и спектроск. 1996. Т. 80. № 5. С. 814, Dremov V.V., Sadykov N.R. // Opt. Spectrosc. 1996. V. 80. No. 5. P. 731.
  34. Maksimov A.A., Filatov E.V., Tartakovskii I.I. et al. // Phys. Rev. Appl. 2022. V. 17. Art. No. L021001.
  35. Максимов А.А., Тартаковский И.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2024. Т. 88. № 2. С. 185, Maksimov A.A., Tartakovskii I.I. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2024. V. 88. No. 2. P. 156.
  36. Максимов А.А., Филатов Е.В., Тартаковский И.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 2. С. 241, Maksimov A.A., Filatov E.V., Tartakovskii I.I. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 2. P. 176.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость функции прохождения от энергии в логарифмическом масштабе для изображенных на врезке потенциалов 1 и 2.

Скачать (284KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость функции прохождения от энергии E. Кривые 1; 2 и 3 соответствуют нанотрубкам длиной L1 = 3.5; 7 и 14 нм; соответственно.

Скачать (354KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетная зависимость функции прохождения в случае потенциала с периодическим профилем.

Скачать (165KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Волновая функция состояния |nx = 1⟩; |ny = 3⟩. W = 0; Enx = 1; ny = 3 = −6.13926 эВ (а). W = 108 В/м; Enx = 1; ny = 3 = −6.5737 эВ (б).

Скачать (535KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость функции прохождения от энергии для состояний |nx = 1⟩ при наличии продольного электрического поле W = 108 В/м.

Скачать (153KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024