Понежа Олена Олександрівна. Нелінійний тунельний транспорт електронів у двобар'єрних системах: дисертація канд. фіз.-мат. наук: 01.04.02 / НАН України; Інститут теоретичної фізики ім. М.М.Боголюбова. - К., 2003.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.02 – теоретична фізика. -Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова, Київ, 2003 р.
Дисертація присвячена вивченню особливостей тунельного транспорту електронів через два послідовно розташовані потенціальні бар’єри. У дисертаційній роботі з врахуванням заряду, динамічно накопичуваного у міжбар’єрному просторі, показано, що можлива генерація двох типів автоколивань тунельного струму. Встановлено умови переходу системи у хаотичний стан та знайдені способи пригнічування хаосу. Проаналізовано вплив дисипативних процесів на властивості тунельної системи. Знайдено функцію Гріна для квантової ями з виродженими енергетичними рівнями з врахуванням кулонівської взаємодії. Показано, що при низьких температурах акумуляція заряду в ямі, як функція прикладеної напруги, йде східчастим чином, коли кожна сходинка відповідає додаванню одного електрона. Зростання ж температури спричинює згладжування сходинкової залежності.
Проведені дослідження привели до таких результатів.
1. З урахуванням кулонівської взаємодії між електронами в КЯ показано, що при підведенні до системи постійного потоку частинок при певних значеннях параметрів у ній може реалізуватися один з двох типів автоколивань. Залежність частоти і амплітуди коливань від інтенсивності падаючого потоку відрізняється для різних типів.
2. Показано, що при подаванні на тунельну систему періодично модульованого потоку електронів вона може переходити в хаотичний режим, що описується дивним атрактором. Знайдено спосіб стабілізації хаотичного режиму шляхом впливу електромагнітним полем слабкої інтенсивності з частотою, рівною (або подвоєною) частоті надходження періодичних імпульсів до системи.
3. Показано, що дисипація, обумовлена розсіюванням електронів на акустичних коливаннях гратки, призводить до зменшення коефіцієнта пропускання системи. При малій дисипації особливості РТ, обумовлені нелінійністю, залишаються такими ж, але проявляються за жорсткіших умов. Вплив дисипації залежить від типу автоколивання, що реалізується у системі. Так для 1-го типу, частота коливань зменшується із збільшенням дисипації, у той час як частота коливань 2-го типу збільшується. Для амплітуди коливань спостерігається зворотна залежність.
Отримано вираз для запізнюючої функції Гріна у випадку N-кратно виродженого стану в потенціальній ямі з урахуванням міжелектронної взаємодії. За допомогою цієї функції знайдено вираз для середньої заселеності рівнів. Одержано аналітичний вираз для тунельного струму з врахуванням кулонівської взаємодії носіїв струму, концентрації носіїв в емітерному електроді та залежності швидкостей тунелювання лівого і правого електродів від прикладеної напруги. Ці вирази дозволили з єдиної точки зору описати більшість експериментальних особливостей ВАХ у двобар’єрних гетероструктурах на основі арсеніду галію.
5. Одержано формули для диференціального опору і провідності при транспорті електронів через металеві квантові ями з великим числом електронів в них, які добре описують експериментально спостережувані дані в таких системах.
Публікації автора:
Ермаков В.Н., Понежа Е.А. Автоколебательный режим нелинейного резонансного туннелирования // Докл. АН УССР, Сер. А – 1988. – № 12 – C.43 – 46.
Ermakov V.N., Ponezha E.A. Resonance tunneling with dissipation taken into account // Phys. Stat. Sol.(b). – 1988. – V.145. – С.545 – 554.
Ермаков В.Н., Понежа Е.А. Резонансное туннелирование в системах с широкими квантовыми ямами // Докл. АН УССР, Сер. А. – 1989. – №6. – C.52 – 55.
Ермаков В.Н., Понежа Е.А. Нелинейное резонансное туннелирование через дважды вырожденное состояние в квантовой яме // Физ. низк. темп. – 1997. – Т. 23, № 4. – С.428 – 433.
Ermakov V.N., Ponezha E.A. Bistability of resonant electron tunneling through degenerate states of quantum well // J. Phys. Condens. Matter. – 1998. – V.10. – P.2993 – 3001.
Ermakov V.N., Ponezha E.A. Modeling of microwave radiation action on alive systems by nonlinear resonant tunneling // Physics of Alive. – 2002, – V.10, № 2. – P.16 – 25.
Єрмаков В.М., Понежа О.О. Стабілізація хаотичного режиму слабким гармонійним полем при нелінійному резонансному тунелюванні // УФЖ. - 2003. - Т. 48, № 7. - С.681-688.
Ермаков В.Н., Понежа Е.А. Усиление модуляций и генерация переменного тока при нелинейном резонансном туннелировании: Препр. / АН Украины. Ин-т теоретической физики; ИТФ-86-156Р. – К.: 1986. – 17 с.
Ермаков В.Н., Понежа Е.А. Преобразование потока электронов при нелинейном резонансном туннелировании: Препр. / АН Украины. Ин-т теоретической физики; ИТФ-87-30Р. – К.: 1987 – 17 с.
Ermakov V.N., Ponezha E.A. Resonance tunneling with dissipation taken into account: Препр. / АН Украины. Ин-т теоретической физики; ITP-87-85E. – К.: 1987 – 22 p.
Ермаков В.Н., Понежа Е.А. Особенности резонансного туннелирования в квазиодномерных системах с широкими потенциальными ямами: Препр. / АН Украины. Ин-т теоретической физики; ИТФ-89-8Р. – К.: 1989.– 17 с.
Ermakov V.N., Ponezha E.A. The possibility of self-induced oscillations at nonlinear resonance tunneling: Препр. / АН Украины. Ин-т теоретической физики; ITP-94-18E. – К.: 1994, 18 p.
