Current-voltage characteristics (CVC) of NbN - isolator - Pb tunnel junctions with high-transparent tunnel barriers are studied experimentally. To calculate CVC of superconducting tunnel junctions with a high transparency of tunnel barriers, it's necessary to take into account the processes of Andreev reflection and transmission of quasiparticles in these junctions.

Проаналізовано особливості температурної поведінки сталої гратки та коефіцієнта теплового розширення кристалів кремнію в рамках моделі зарядів на зв'язках. З необхідною кількісною точністю описано коефіцієнт теплового розширення та фактор Грюнайзена для природного складу ізотопів. Докладно обмірковано вплив композиції ізотопів на значення сталої гратки.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.271.25

Рубрики:

Тунельний ефект

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив напруги зміщення на магнітоопір та спінову поляризацію електронного струму тунельного переходу феромагнітний метал/діелектрик/феромагнітний метал (FM/I/FM) у межах двозонної моделі вільних електронів у феромагнітних електродах. Показано, що величина та знак магнітоопору тунельного переходу FM/I/FM суттєво залежить як від висоти та ширини потенційного бар'єру, так і від величини напруги зміщення. Знайдено, що залежно від висоти та ширини потенційного бар'єру магнітоопір зменшується або збільшується зі збільшенням напруги зміщення. Встановлено, що магнітоопір може змінювати свій знак та осцилювати зі збільшенням напруги зміщення. Знайдено, що зміна знаку магнітоопору пов'язана з тим, що коефіцієнт проходження електронів основної поляризації через тунельний перехід FM/I/FM стає найбільшим у випадку антипаралельної, а не паралельної намагніченості феромагнітних електродів. Показано, що величина та знак поляризації електронного струму може змінюватися у разі зміни намагніченості феромагнітних електродів.

Исследовано влияние напряжения смещения на магнитосопротивление и спиновую поляризацию электронного тока туннельного перехода ферромагнитный металл/диэлектрик/ферромагнитный металл (FM/I/FM) в рамках двухзонной модели свободных электронов в ферромагнитных электродах. Показано, что величина и знак магнитосопротивления туннельного перехода FM/I/FM существенно зависят как от высоты и ширины потенциального барьера, так и от величины напряжения смещения. Найдено, что в зависимости от высоты и ширины потенциального барьера магнитосопротивление как уменьшается, так и увеличивается с увеличением напряжения смещения. Установлено, что магнитосопротивление может изменять свой знак и осциллировать с увеличением напряжения смещения. Найдено, что изменение знака магнитосопротивления связано с тем, что коэффициент прохождения электронов основной поляризации через туннельный переход FM/I/FM становится наибольшим для случая антипараллельного, а не параллельного намагничивания ферромагнитных электродов. Показано, что величина и знак поляризации электронного тока может изменяться при изменении намагниченностей ферромагнитных электродов.

The influence of the bias voltage on the magnetoresistance and spin polarization of the electron current of the ferromagnetic metal-insulator-ferromagnetic metal (FM/I/FM) tunneling junction within a two-band model of free electrons in ferromagnetic electrodes has been studied theoretically in the paper. It is shown that the value and sign of the magnetoresistance of the FM/I/FM tunneling junction depend essentially both on the height and width of the potential barrier and on the value of the bias voltage. We have found out that the height and width of the potential barrier can be chosen in such a way that the value of the magnetoresistance can be both reduced and increased as the bias voltage increases. It has been determined that the magnetoresistance changes the sign and oscillates with increasing bias voltage. We have found out that the change of the sign of the magnetoresistance takes place due to the fact that the tunneling transmission coefficient of the majority electrons is the largest in the case of the antiparallel magnetization of the ferromagnetic electrodes and not parallel one. It has been shown that the value and sign of the spin polarization of the electron current can be changed with reversing the ferromagnetic electrode magnetizations.

Розраховано коефіцієнт тунельної прозорості електронів D для напівпровідникової наноелектронної системи, що являє собою двобар'єрну тунельно-резонансну структуру, вміщену у вбудоване електричне поле. Проаналізовано залежність коефіцієнта D від параметрів структури.

Досліджено особливості роботи діодів на основі арсеніду галію, що містить нейтральні центри захоплення носіїв заряду та нестійкості струму, що виникають у цих діодах за умов міждолинного переносу електронів, ударної іонізації домішок і захоплення електронів у сильних електричних полях. Вивчено роботу генераторів на основі цих діодів і перехідні процеси, що в них відбуваються, за різних профілей легування. Розглянуто спільну роботу додів з міждолинним переносом електронів і діодів з негативною диференціальною провідністю, зумовленою тунельними ефектами. Установлено особливості їх використання для одержання генерації у широкому діапазоні частот. Розглянуто можливості помноження частоти з використанням тунельних явищ. Досліджено роботу діодів з міждолинним переносом електронів з тунельним і резонансно-тунельними контактами. Визначено умови одержання генерації діодів з таким контактом за рахунок ефекту міждолинного переносу електронів, а також за рахунок негативної диференціальної провідності контакту.

В дисертації представлено результати теоретичних досліджень процесу резонансного тунелювання за участю глибоких станів в напівпровідникових структурах і зв'язаних з ним ефектів. Розраховуються і аналізуються енергетичні спектри двобар'єрної тунельно-резонансної структури, асиметричних подвійних квантових ям, надграток з макродефектами за умови, що в потенціальних бар'єрах вказаних структур знаходяться глибокі центри. Показано, що глибокі домішки кардинальним чином змінюють тунельні спектри невпорядкованих надграток різних типів. Пропонуються нові версії квазіперіодичних надграток Фібоначчі, а також ієрархічних НГ і аналізуються їх спектри. Продемонстровано сильний вплив розсіювачів на енергетичні спектри мезокристалів, транспортні властивості L-подібних квантових хвильоводів, тунельні спектри альтернованих надграток різних типів, характеристики контакту метал-напівпровідник. Розглянуто також деякі питання утворення глибоких станів в напівпровідниках.

Теоретичний аналіз впливу валентної зони нанорозмірного діелектричного шару на тунельний струм в контактах напівметал ізолятор - метал показав, що їх вольт-амперні характеристики можуть мати ділянки негативного диференціального опору в залежності від положення рівня Фермі. Даний результат дозволяє вперше пояснити аномальну поведінку тунельних кривих, яка неодноразово спостерігалася експериментально, але досі ще не знайшла свого остаточного теоретичного обгрунтування. Вперше теоретично досліджено вплив верхнього краю валентної зони ізолятора на ефект спінової фільтрації в тунельних структурах із двома нанорозмірними шарами магнітною діелектрика. Розрахунки залежності магнітоопору таких систем від поданої напруги зсуву показали, що за невеликої напруги його величина стає нескінченно малою тоді, коли хімічний потенціал знаходиться поблизу середини забороненої зони ізолятора. Дана обставина, яка не була врахована раніше, пояснює гігантську розбіжність між теоретичними оцінками магнітоопору подвійних тунельних спінових фільтрів і відповідними експериментальними даними. В межах теоретичного підходу, який базується на теорії розсіювання носіїв струму в багатошарових структурах, виконано комп'ютерні симуляції зарядового транспорту в дуже асиметричних джозефеонівських контактах з двома потенціальними бар'єрами та вільним від дефектів нормальним прошарком між ними. Встановлено, що в даному випадку ділянки негативного диференціального опору на вольт-амперних характеристиках контактів з перехідними металами та сплавами виникають внаслідок утворення зв'язаного квантово-механічного стану в нормальній області. Відповідні експериментальні криві, одержані для переходів Джозефсона з нітридом ніобію, підтверджують теоретичні висновки.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.271.25

Рубрики:

Тунельний ефект

Шифр НБУВ: Ж23042 Пошук видання у каталогах НБУВ 

У моделі ефективних мас і прямокутних потенціальних бар'єрів у симетричній трибар'єрній резонансно-тунельній структурі за допомогою методу функції розподілу досліджено еволюцію та розщеплення вироджених квазістаціонарних станів важкої та легкої дірки внаслідок зміни потужності зовнішніх бар'єрів. Показано, що еволюція резонансних енергій і ширин усіх квазістаціонарних станів важкої та легкої дірок є якісно однаковою. Розщеплення вироджених квазістаціонарних станів обох типів казічастинок відбувається в околі критичних значень товщин зовнішніх бар'єрів, що не перевищують половину товщини внутрішнього.

Рассмотрены два возможных механизма частичной или полной потери информации, которая содержится в квантово-механической фазе электрона при его движении в стохастической твердотельной структуре. Первый заключается в фазовой рандомизации электронных характеристик (например, вследствие упругих рассеяний электронов на дефектах в тонких металлических слоях), а второй обусловлен неупругими взаимодействиями носителей тока с внешними степенями свободы. На примере двухбарьерной гетероструктуры показано, что в первом случае квантовый подход к проблеме сводится к полуклассическому методу, когда вместо квантовых амплитуд вероятностей фигурируют сами вероятности отдельных событий, а второй соответствует переходу к классической теории зарядового транспорта. Рассчитано влияние декогеренции на дифференциальную проводимость и дробовой шум в двухбарьерных туннельных системах со сверхпроводящим электродом и проанализировано их изменение, обусловленное переходом от квантового к некогерентному классическому режиму электронного транспорта.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.271.25 + В368.31

Рубрики:

Тунельний ефект

Надпровідність. Надпровідники

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж364.206 + В371.236 + В379.271.25

Рубрики:

Властивості наноматеріалів

Тунельний ефект

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В368.3 + В379.271.5 в734.5 + В379.271.25 в734.5

Рубрики:

Фізика низьких температур

Електричні явища при контакті напівпровідників з напівпровідниками, металами та діелектриками

Тунельний ефект

Шифр НБУВ: Ж14388 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено порівняльний аналіз традиційного та імпедансного підходів під час моделювання несиметричного потенціального квантово-механічного бар'єра. Звернуто увагу на особливість ефекту тунелювання хвиль. Одержано аналітичні вирази для коефіцієнта відбиття від несиметричного бар'єра традиційним і імпедансним методами. Продемонстровано ідентичність виразів. Одержано формули для коефіцієнта проходження в режимі тунелювання та умови безвідбивного резонансного та нерезонансного надбар'єрного проходження. Приведено характеристики коефіцієнтів проходження в режимі тунелювання та надбар'єрного проходження.

У режимі одноквантових електронних переходів аналітично одержано вирази для густини високочастотного електронного струму крізь нестаціонарні немагнітні та магнітні тунельні переходи. Знайдено негативну диференційну провідність немагнітних наноструктур у терагерцовій ділянці частот за надбар'єрного проходження моноенергетичного потоку електронів крізь нестаціонарний тунельний перехід. Визначено оптимальні бар'єрні параметри та ділянку частот для найкращого спостереження ефекту негативної диференційної провідності. Показано, що несиметричність потенційного бар'єру немагнітних тунельних переходів та врахування теплового розмиття енергії електронів у металевих електродах суттєво впливає на частотну залежність густини високочастотного електронного струму крізь зазначений тунельний перехід. Передбачено ефект гігантського тунельного магнітоімпедансу в нестаціонарних магнітних тунельних переходах в терагерцовій ділянці частот. З'ясовано, що несиметрія геометричної форми потенційного бар'єра нестаціонарного тунельного переходу може призводити як до збільшення, так і до зменшення величини гігантського тунельного магнітоімпедансу. Визначено параметри нестаціонарного магнітного тунельного переходу, які дозволяють одержати максимальні значення тунельного магнітоімпедансу.

Досліджено вплив електрон-вібронної й електрон-електронної взаємодії на електронний транспорт у молекулярних транзисторах. Передбачено новий ефект домінування непружних каналів у тунельному транспорті електронів через однорівневу квантову точку з сильною електрон-вібронною взаємодією за наявності слабкої та помірної електрон-електронної взаємодії між латінжерівськими підвідними електродами. Передбачено нове явище - резонансне поляронне тунелювання електронів крізь вібруючу квантову точку з сильною електрон-вібронною взаємодією. Вперше теоретично передбачено ефект поляронного пригнічення шатлівської нестійкості. Одержано немонотонну залежність інкременту нестійкості від тягнучої напруги. Показано, що передбачені раніше для молекулярних транзисторів квантово-когерентні ефекти (ефекти фази Ааронова - Бома), являють собою не що інше, як магніто-поляронні ефекти, що зумовлені електрон-вібронною взаємодією у квантовій точці.

Запропоновано загальний підхід до розрахунку транспортних характеристик гетероструктур з нанорозмірними розупорядкованими плівками ізолятора. Він базується на врахуванні ефектів пружного та непружного тунелювання та дозволяє пояснити природу універсального розподілу ймовірностей проходження електронів крізь ізолюючий прошарок товщиною порядку декількох атомних шарів (близько одного нанометра) та аномальних вольт-амперних кривих для оксидних шарів товщиною порядку декількох нанометрів. Розвинено теоретичну модель резистивних перемикань в контактах, створених металевим електродом та оксидом із структурою перовскіту. Згідно з нею основні зміни опору таких гетероструктур відбуваються в нанорозмірній області поблизу інтерфейсу метал-складний оксид, локальна мікроструктура якої змінюється в результаті перерозподілу кисневих вакансій в просторі і в часі під дією змінних електричних полів. Результати чисельних розрахунків для контактів металу з ітрій-барієвим купратом добре узгоджуються з відповідними експериментальними даними та можуть бути корисними для створення нових запам'ятовуючих пристроїв оксидної електроніки. Теоретично досліджено нерівноважні ефекти в тунельних контактах феромагнітного металу з надпровідниковою плівкою, товщина якої мала в порівнянні з довжиною, на якій відбувається переворот електронного спіну. Показано, що з ростом ступеня поляризації електронів провідності в феромагнітному інжекторі відбувається зростання опору тунельного переходу феромагнетик - ізолятор-надпровідник. Цей ефект, на основі якого розроблено новий метод визначення величини спінової поляризації електронів в магнітному електроді, був підтверджений експериментально.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.236 + В379.271.25

Рубрики:

Тунельний ефект

Шифр НБУВ: Ж41279 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.271.25

Рубрики:

Тунельний ефект

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ