Резонансное туннелирование с участием фононов и его фононный контроль1)
Ф. В. Кусмарцевa 2), В. Д. Кревчикb, М. Б. Семеновb 2), Д. О. Филатовc, А. В. Шороховd, А. А. Бухараевe, Ю. И. Дахновскийf, А. В. Николаевg, Н. А. Пятаевd, Р. В. Зайцевb, П. В. Кревчикb, И. А. Егоровb, К. Ямамотоh, А. К. Арынгазинi
aLoughborough University, LE11 3TU Loughborough, United Kingdom
bПензенский государственный университет, 440026 Пенза, Россия
cНижегородский государственный университет им. Лобачевского, 603950 Нижний Новгород, Россия
dМордовский государственный университет им. Огарёва, 430005 Саранск, Россия
eКазанский физико-технический институт им. Завойского Казанского научного центра РАН, 420029 Казань, Россия
Казанский федеральный университет, 420008 Казань, Россия
fUniversity of Wyoming, Laramie, WY 82071, USA
gНаучно-исследовательский институт ядерной физики им. Скобельцына МГУ им. Ломоносова, 119991 Москва, Россия
Московский физико-технический институт (государственный университет), 141700 Долгопрудный, Россия
hResearch Institute, International Medical Center, 2-25-22-304 Kohinata Bunkyo-ku, Tokyo, Japan
iИнститут фундаментальных исследваний Евразийского национального университета им. Гумилева, 010008 Астана, Казахстан
Abstract
Экспериментально обнаружена серия острых резонансных
особенностей в туннельной дифференциальной проводимости InAs
квантовых точек. Показано, что эти особенности связаны с
диссипативным квантовым туннелированием, которое оказывает сильное
влияние на работу наноустройств. Из-за данного туннелирования
вольт-амперная характеристика (ВАХ) туннельного контакта, созданного
между наконечником зонда атомно-силового микроскопа и поверхностью
InAs/GaAs квантовых точек, демонстрирует много интересных пиков.
Найдено, что число, положение и высота данных пиков связаны с
вовлеченными фононными модами. Для теоретического описания данного
эффекта мы используем квазиклассическое приближение. В этом подходе
туннельный ток связан с созданием разреженного
инстантон-антиинстантонного газа. Наши экспериментальные данные
хорошо описываются с помощью точно решаемой модели, в которой одна
заряженная частица слабо взаимодействует с двумя фононными модами,
связанными с внешней средой. Мы заключаем, что характеристики
наноэлектронных устройств могут быть контролируемы подходящим
выбором фононов, определяемых используемыми материалами.