Кулоновская блокада

2020-05-19T04:36:55Z

46.188.122.38: стилевые правки

'''Кулоновская блокада''' — блокирование прохождения электронов через [[квантовая точка|квантовую точку]], включённую между двумя [[туннельный эффект|туннельными контактами]], обусловленное отталкиванием электронов в контактах от электрона на точке, а также дополнительным кулоновским потенциальным барьером, который создаёт электрон, находящийся на точке. Аналогично тому, как поле [[сильное взаимодействие|ядерных сил]] при [[альфа-распад|альфа распаде]]<ref>Гольдин Л. Л.,Новикова Г. И. Квантовая физика. Вводный курс. — М: Институт компьютерных исследований, 2005</ref> препятствует вылету альфа-частицы, [[кулоновский барьер]] препятствует вылету электрона из точки, а также попаданию новых электронов на неё. Экспериментально кулоновская блокада проявляется как пикообразная зависимость проводимости точки от потенциала точки, то есть от напряжения на дополнительном [[электрод]]е (затворе).

Это явление наблюдается тогда, когда кулоновская энергия e²/2C (обусловленная даже одним электроном с зарядом e; C — [[Электрическая ёмкость|ёмкость]] точки) квантовой точки заметно больше, чем [[температура]] и расстояние между уровнями квантовой точки.

Понять это явление можно следующим образом. Пусть с помощью дополнительного электрода потенциал точки установлен в ''V'', и на точке находятся N дополнительных электронов. Пусть ''C'' — ёмкость точки. Тогда, чтобы перенести на точку дополнительный электрон, нужно совершить работу
: <math>\frac{(N+1)^2e^2}{2C}- \frac{N^2e^2}{2C}-eV+\delta\epsilon=e\left[\left(N+\frac{1}{2}\right)e/C-V\right]+\delta\epsilon,</math>
где <math>\delta\epsilon</math> — дополнительная энергия, обусловленная разностью [[энергия Ферми|уровня Ферми]] электронов на точке и в контактах. При определённом подборе напряжения на затворе и относительных положений уровней Ферми контактов и точки выполняют соотношение <math>\left(N+\frac{1}{2}\right)e/C-V=0</math>, <math>\delta\epsilon=0</math>, то есть потенциальный барьер для перехода электрона из контакта в точку исчезает. Это и наблюдается как пик в проводимости точки. Из-за конечной температуры точки уровень Ферми в контактах слегка размыт, это делает ширину пиков кулоновской блокады конечной. То есть обычно ширина пика в единицах ''eV'' порядка температуры точки в единицах <math>k_B T</math>.

== См. также ==
* [[Одноэлектронный транзистор]]

== Примечания ==
{{примечания}}

{{Навигация}}
{{phys-stub}}

[[Категория:Квантовые явления]]
[[Категория:Мезоскопическая физика]]

wiki12 - Вклад [ru]

Кулоновская блокада