đồ án đặc trưng dẫn điện và shot nosie trong diode chui ngầm cổng hưởng

Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam Viện Vật Lý và Điện Tử * * * * * Nguyễn Việt Hưng Đặc trưng dẫn điện và shot noise trong diode chui ngầm cộng hưởng Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán Mã số: 60.44.01 Luận văn thạc sỹ khoa học Hướng dẫn khoa học: GS. TSKH. Nguyễn Văn Liễn Hà Nội - 2007 Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS. Nguyễn Văn Liễn, người đã tận tình chỉ dạy, cung cấp cho tôi những kiến thức nền tảng về vật lý chất rắn, đã truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm về phương pháp và tác phong trong công tác nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian kể từ khi tôi bắt đầu về công tác tại Viện. Tôi xin cảm ơn các thầy cô ở phòng Sau Đại Học, Viện Vật Lý và Điện Tử, đã trực tiếp giảng dạy, cung cấp cho tôi những kiến thức cần thiết của vật lý lý thuyết trong suốt thời gian tôi tham gia học tập và công tác tại Viện. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các bạn đồng nghiệp trong Trung Tâm Vật Lý Thuyết đã tạo rất nhiều điệu kiện thuận lợi và có những động viên cần thiết cho tôi trong công tác cũng như cuộc sống. Tôi đặc biệt cám ơn anh Phạm Tuấn Anh ở Khoa Vật Lý, trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội, cộng sự chính của tôi trong quá trình nghiên cứu những vấn đề trong bản luận văn này. Cuối cùng, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình tôi, những người bao năm qua đã luôn sát cánh cùng tôi trong những lúc khó khăn nhất, luôn cổ vũ động viên tôi trong quá trình học tập công tác của mình. Tôi chân thành cảm ơn tất cả mọi người. Hà Nội, tháng 7 năm 2007 Nguyễn Việt Hưng ii Mục lục Lời cảm ơn ii Danh sách hình vẽ iv Các ký hiệu viết tắt viii 1 Những khái niệm cơ bản 1 1.1 Mở đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Dẫn điện chui ngầm trong các cấu trúc nano . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.1 Trường hợp bờ thế đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.2 Trường hợp bờ thế kép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Diode chui ngầm cộng hưởng (RTD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Shot noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.1 Khái niệm về noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.2 Shot noise trong RTD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 Vai trò của tương tác Coulomb và độ rộng mức cộng hưởng 14 2.1 Đặt vấn đề . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2 Phương pháp tính và các công thức cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.1 Hệ phương trình tự hợp và điện tích trong giếng lượng tử . . . . . 18 2.2.2 Biểu thức của dòng và noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3 Tương tác Coulomb: suy giảm và tăng cường noise . . . . . . . . . . . . . 22 2.4 Có chăng giới hạn dưới của noise, γ ≥ 1/2? . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.5 Hiệu ứng của từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5.1 Độ dẫn vi phân âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.5.2 Dao động của độ rộng miền bất ổn định . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.5.3 Dao động của noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3 Hiệu ứng của tán xạ electron-phonon 31 3.1 Mở đầu: chui ngầm phi đàn hồi hỗ trợ bởi tán xạ electron-phonon . . . . . 31 3.2 Các công thức cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Đỉnh cộng hưởng phụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.4 Noise suy giảm và tăng cường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.5 Hiệu ứng của từ trường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.5.1 Dao động của magneto-conductace . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.5.2 Tương quan giữa hiệu ứng từ trường và tương tác electron-phonon 42 iii Kết luận 44 A Hàm Green trong giếng lượng tử 46 Các công trình của tác giả 48 Tài liệu tham khảo 50 iv Danh sách hình vẽ 1.1 Bờ thế đơn: (a) sơ đồ năng lượng, (b) hệ số truyền qua T phụ thuộc năng lượng E cho bờ thế với V 0 = 0.3eV và điện áp ngoài bằng 0. Đường nét đứt là kết quả cổ điển và đường nét liền là kết quả của lý thuyết lượng tử. 4 1.2 Cấu trúc RTD [bờ thế kép]: (a) mô hình của hệ: một giếng lượng tử nằm trong mặt phẳng xy kích thước L x × L y , các electron có thể chui ngầm qua hệ theo phương oz. (b) giản đồ năng lượng của hệ khi được đặt vào một điện áp ngoài V , electron trong giếng lượng tử có các mức năng lượng gián đoạn E n [n = 0, 1, 2 ]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Chui ngầm cộng hưởng qua RTD. (a) RTD tại điện áp V = 0. (b) Cấu trúc được đặt vào một điện áp V , mức cộng hưởng E 0 ngang với mức Fermi của điện cực trái: bắt đầu có dòng điện chạy qua RTD. (c) tại điện áp cao hơn, mức E 0 ngang bằng với đáy vùng dẫn của điện cực trái: dòng cộng hưởng đạt cực đại. (d) tiếp tục tăng điện áp, mức E 0 bị kéo xuống dưới các trạng thái lấp đầy ở điện cực trái: dòng chui ngầm bị ngắt. (e) tăng điện áp thêm nữa, đến khi mức E 1 ngang bằng với mức Fermi của điện cực trái: đỉnh cộng hưởng tiếp theo bắt đầu xuất hiện. . . . . . . . . . . . 8 1.4 Đặc trưng dẫn và nhiễu của một RTD. (a) hệ số truyền qua phụ thuộc năng lượng - đường màu đỏ. (b) số liệu thực nghiệm của nhóm Iannaccone [11]: dòng điện [nét liền] và hệ số Fano [chấm vuông] biến đổi theo điện áp phân cực ở nhiệt độ 77K. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.1 Giản đồ năng lượng của RTD: E F là năng lượng Fermni trên hai điện cực, E 0 năng lượng mức cộng hưởng, điện áp V và độ dịch đáy vùng dẫn trong giếng eU. RTD được đặt trong một từ trường vuông góc  B. . . . . . . . . 17 v 2.2 Đặc trưng I-V [đường màu đen] và shot noise tương ứng trong RTD: đường màu đỏ mô tả trường hợp không tính đến tương tác Coulomb và đường màu xanh mô tả trường hợp có tương tác Coulomb như trong công thức (2.23). Tham số của hệ: E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = σ = 0.1. . . . 22 2.3 Hệ số Fano phụ thuộc điện áp, σ L = σ R = σ: σ = 0.002 [đường màu đen], σ = 0.05 [đường màu đỏ] và σ = 0.1 [đường màu xanh]. Hình nhỏ bên trong là trường hợp ứng với σ = 0.1, mặc dù không có hiệu ứng trễ nhưng vẫn quan sát được nhiễu super-poissonian. Các tham số khác: E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.4 Hiệu ứng của từ trường ảnh hưởng lên đặc trưng I-V của RTD. Tham số cấu trúc: E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = 0.002. . . . . . . . . . . . . 25 2.5 Đặc trưng I-V của RTD, σ L = σ R = σ: σ = 0.005 [màu đen], 0.02 [màu đỏ] và 0.04 [màu xanh]. Các tham số cấu trúc khác: E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0, và ω B = 0.2. Đồ thì nhỏ bên trong là giản đồ pha σ −ω B : hiệu ứng NDC chỉ có thể quan sát được với các tham số nằm dưới đường thẳng, là đường khớp với các tính toán số [các điểm tròn]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.6 Thế ngưỡng [V U đường bên trên, V D đường bên dưới] của miền hiệu ứng trễ biến đổi theo từ trường ω B được tính toán cho hai cấu trúc: σ = 0.002 [nét liền] và 0.05 [nét chấm]. Các tham số khác: E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0. . 28 2.7 Đặc trưng Fano γ(V ) [đường nét liền, trục bên phải] và mật độ dòng I(V ) tương ứng [đường chấm, trục bên trái]: E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = 0.005 và ω B = 0.15. Đồ thị nhỏ bên trong là kết quả tính toán với tham số giống đồ thị chính nhưng với độ rộng mức cộng hưởng là hằng số, Γ L = Γ R = 0.01 [13]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.8 Hệ số Fano γ tại điện áp V = 2.0 biến đổi theo từ trường ω B được tính toán cho 3 cấu trúc khác nhau: σ L = σ R = 0.01 [màu đen], 0.02 [màu đỏ] và 0.05 [màu xanh] [E 0 = 1.5, C L = C R = 1.0]. . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.1 Đặc trưng I-V điển hình của RTD, so sánh với các số liệu thực nghiệm [39, 51] khi có ảnh hưởng của tán xạ electron-phonon. Các tham số: E F = 0.6, E 0 = 1.5, E 1 = 3.3, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = 0.05, g = 0.2. . . . . . 34 3.2 Hiện tượng chui ngầm bức xạ nhiều phonon: σ = 0.05 và g = 0.2 [màu đỏ], σ = 0.05 và g = 0.1 [màu xanh], σ = 0.1 và g = 0.2 [màu đen, đã được chia 2]. Các tham số khác: E F = 0.6, E 0 = 1.5, E 1 = 10.0, C L = C R = 1.0. 35 vi 3.3 Tán xạ electron-phonon ảnh hưởng lên đặc trưng γ −V [đường màu đỏ] và đặc trưng I-V tương ứng [đường màu đen]: E F = 0.6, E 0 = 1.5, E 1 = 10.0, σ L = σ R = 0.05, C L = C R = 1.0, g = 0.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.4 Sự suy giảm và tăng cường noise do ảnh hưởng của tán xạ electron-phonon: không có tán xạ electron-phonon [đường chấm] và có tán xạ electron- phonon g = 0.2 [đường liền], đồng thời đường màu đen mô tả mật độ dòng và đường màu xanh mô tả hệ số Fano. Các tham số khác: E F = 0.3, E 0 = 1.5, E 1 = 10.0, σ L = σ R = 0.05, C L = C R = 0.1. . . . . . . . . . . . . 37 3.5 Đặc trưng I −V (a) và γ −V cho cấu trúc E F = 0.5, E 0 = 1.0, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = 0.005, g = 0.03 ở hai giá trị từ trường ω B = 0.2 [đường chấm] và ω B = 0.4 [đường liền]. Đồ thị nhỏ bên trong hình (a): giản dồ hình quạt mô tả sự thay đổi vị trí các đỉnh cộng hưởng theo từ trường. Ký hiệu LO n biểu thị các quá trình chui ngầm có bức xạ một phonon và electron chuyển từ mức Landau thứ l ngoài điện cực đến mức Landau thứ l + n trong giếng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.6 Hiện tượng MCO phụ thuộc từ trường tại 3 giá trị điện áp: V 1 = 1.2, V 2 = 3.7 và V 3 = 4.7. Các tham số của cấu trúc: E 0 = 1.0, E F = 0.5, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = 0.005, và g = 0.03. . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.7 Sự trộn lẫn của các quá trình CT và ICT. Để quan sát được hiện tượng này đòi hỏi là E F và E 0 phải đủ lớn: ω B = 0.4, g = 0.03 [màu đen], ω B = 0.5, g = 0.03 [màu đỏ], ω B = 0.4, g = 0. 0 [màu xanh]. Các tham số khác: E 0 = 2.5, E F = 2.0, C L = C R = 1.0, σ L = σ R = 0.005. . . . . . . . . . . . . 42 vii Các ký hiệu viết tắt • RTD (resonant tunneling diode): diode chui ngầm cộng hưởng • CT (coherent tunneling): chui ngầm kết hợp pha • ICT (incoherent tunneling): chui ngầm không kết hợp pha • ST (sequential tunneling): chui ngầm liên tiếp • I-V: Volt-Ampere • NDC (negative differential conductance): độ dẫn vi phân âm • PDC (positive differential conductance): độ dẫn vi phân dương • MCO (magneto-conductance oscillation): dao động của độ dẫn vi phân do từ trường • LO (longitudinal optical): quang dọc [dùng khi nhắc đến phonon quang dọc] • PAT (phonon-assisted tunneling): chui ngầm nhờ phonon • SBP (Sub-Poissonian): yếu hơn nhiễu Poissonian [dùng khi nói đến một loại nhiễu yếu hơn nhiễu Possonian] • SPP (Super-Poissonian): mạnh hơn nhiễu Poissonian [dùng khi nói đến một loại nhiễu mạnh hơn nhiễu Possonian] viii Chương 1 Những khái niệm cơ bản 1.1 Mở đầu Trong hơn ba thập kỷ qua, công nghệ điện tử bán dẫn kích thước micro-meter [semicon- ductor microelectronics] đã có những bước phát triển vượt bậc, chủ yếu dựa trên cơ sở của việc giảm kích thước các transistor MOSFET [metal oxide semiconductor field-effect transistor] và do đó tăng số linh kiện trên một con chip. Trong một nghiên cứu đáng tin cậy, tổ chức quốc tế ITRS [International Technology Roadmap for Semiconductors] đã dự đoán tiến trình phát triển theo định luật Moore [Moore-Law] của công nghệ Si-MOSFET và mạch tích phân hiện nay sẽ tiếp tục trong khoảng 15 năm. Kết thúc thời hạn này, các linh kiện sẽ đạt tới kích thước khoảng 10-nm. Các nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết gần đây đã chỉ ra rằng sự phát triển của công nghệ Si-MOSFET, tuân theo định luật Moore, có thể sẽ dừng lại ở kích thước đó, nơi mà các giới hạn vật lý của linh kiện điện tử hiện nay bị vi phạm. Các hiệu ứng lượng tử trở nên rất quan trọng, ảnh hưởng lên tính chất và cơ chế hoạt dộng của các linh kiên điện tử. Các công cụ tính toán lý thuyết, công nghệ và phương thức thiết kế các linh kiện điện tử như hiện nay sẽ không còn thích hợp. Tiến trình phát triển khoa học kỹ thuật của nhân loại đứng trước một thách thức to lớn. Những năm đầu của thập kỷ 70 [1, 2], thế kỷ 20, đã đánh dấu sự ra đời của một loại đối tượng vật lý mới, các hệ điện tử thấp chiều. Hệ thấp chiều ra đời đầu tiên là các giếng lượng tử [3, 4], được cấu trúc từ một màng bán dẫn mỏng nằm xen kẽ giữa các bán dẫn khác có vùng cấm rộng hơn. Do sự khác nhau đó, các ngưỡng vùng dẫn và vùng hóa trị của hai vật liệu không trùng với nhau. Hệ quả của nó là tạo ra hai bờ thế cao có khả năng giam giữ các hạt tải điện [electron hoặc lỗ trống] trong giếng lượng tử. Chuyển 1 động của hạt tải điện được chia làm hai thành phần: thành phần song song với bề mặt giếng lượng tử, các hạt tải chuyển động giống như trong các cấu trúc bán dẫn 3 chiều; thành phần vuông góc với bề mặt giếng thế, các hạt tải bị giam cầm và có các mức năng lựợng gián đoạn. Các loại vật liệu thường được dùng chế tạo giếng lượng tử là GaAs và bao quanh là các lớp vật liệu Al x Ga 1−x As. Tiếp theo, đến đầu những năm 80, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là kỹ thuật khoan khắc [lithographic technique] kết hợp với nuôi cấy tinh thể [self-organized growth technique], đã lần lượt cho phép thực hiện việc giam các hạt tải trong các cấu trúc bán dẫn 1-chiều [dây lượng tử], và sau đó là trong các cấu trúc giả 0-chiều [chấm lượng tử]. Việc bị giam hãm trong các cấu trúc thấp chiều đã làm thay đổi tính chất chuyển động [bị lượng tử hóa] của các hạt tải và kéo theo sự xuất hiện một loạt các hiệu ứng mới như hiệu ứng Hall lượng tử, hiệu ứng khóa Coulomb [Coulomb blockade], các hiệu ứng liên quan với giao thoa của sóng electron v.v Với những tính chất mới khác biệt như vậy, các cấu trúc thấp chiều đang được kỳ vọng sẽ thay thế các cấu trúc khối truyền thống trong việc giải quyết những khó khăn nhân loại gặp phải trên tiến trình phát triển khoa học kỹ thuật. Do các hạt tải điện thường được giam hãm ở kích thước cỡ nanometer, kích thước lớn hơn nguyên tử nhưng lại có thể so sánh được với các kích thước đặc trưng của hệ như kích thước các domain từ, độ dài kết hợp pha và quãng đường tự do trung bình của electron v.v , hệ thấp chiều còn có các tên gọi là hệ mesoscopic, cấu trúc nano hay linh kiện nano. Trong luận văn này chúng tôi đề cập đến một loại linh kiện nano điển hình, đó là cấu trúc diode chui ngầm cộng hưởng, một hệ lý tưởng cho việc kiểm nghiệm các định luật lượng tử và cũng là một trong những phần tử quan trọng trong các mạch tích phân trong công nghệ điện tử nano hiện nay. Mục tiêu của chúng tôi là khảo sát một cách có hệ thống về mặt lý thuyết đặc trưng dẫn điện và noise của RTD dưới ảnh hưởng của từ trường và tán xạ electron-phonon. Các nghiên cứu được tiến hành dựa trên cơ sở lý thuyết ma trận tán xạ đã được Blanter và B¨uttiker phát triển trong [5] để khảo sát tính chất dẫn và noise của RTD. Bố cục của luận văn được chia làm 3 chương, phần kết luận và 1 phụ lục: chương 1 chúng tôi giới thiệu những khái niệm cơ bản về RTD, hiện tượng dẫn điện chui ngầm và tính chất của shot noise trong các cấu trúc nano; chương 2 chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu về vai trò của tương tác Coulomb và độ rộng mức cộng hưởng cho trường hợp khi chưa tính đến ảnh hưởng của tán xạ electron-phonon, bao gồm: vai trò của tương tác Coulomb trong việc làm suy giảm và tăng cường noise, phủ định sự tồn tại của giới 2 [...]... Sự lượng tử hóa này sẽ ảnh hưởng đến đặc trưng dẫn điện và noise tương ứng của RTD 2.5.1 Độ dẫn vi phân âm Trước hết, trên hình 2.4 chúng tôi trình diễn đặc trưng I-V ở 3 từ trường khác nhau: ωB = 0.2, 0.4 và 0.6 Dưới ảnh hưởng của từ trường, ở miền trước cộng hưởng đặc trưng I-V có dáng điệu bậc thang và đặc biệt là xuất hiện những miền dẫn NDC trên các bậc 24 thang đó Dáng điệu I-V này, như sẽ phân... đến tương tác Coulomb dẫn đến đòi hỏi phải có một năng luợng khi tích điện cho giếng Ta đưa vào hai đại lượng CL và CR , là hai điện dung đặc trưng cho khả năng tích điện qua hai bờ thế L và R Điện tích đi vào trong giếng qua hai bờ thế do tương tác Coulomb sẽ được xác định bởi điện dung và độ sụt thế tại các bờ thế, ở bên trái là U − V và bên phải là U Như thế điện tích tổng cộng trong giếng phải thỏa... hợp điện áp bằng 0 Tại một điện áp cho trước, U được xác định thông qua việc giải phương trình tự hợp của điện tích trong giếng 2.2.1 Hệ phương trình tự hợp và điện tích trong giếng lượng tử Để tính điện tích, dòng điện và noise ta phải xuất phát từ biểu thức của các toán tử đặc trưng cho các đại lượng, rồi xác định được các giá trị trung bình và thăng giáng của chúng Như trình bày trong [31], toán... có dòng điện chạy qua RTD (c) tại điện áp cao hơn, mức E0 ngang bằng với đáy vùng dẫn của điện cực trái: dòng cộng hưởng đạt cực đại (d) tiếp tục tăng điện áp, mức E0 bị kéo xuống dưới các trạng thái lấp đầy ở điện cực trái: dòng chui ngầm bị ngắt (e) tăng điện áp thêm nữa, đến khi mức E1 ngang bằng với mức Fermi của điện cực trái: đỉnh cộng hưởng tiếp theo bắt đầu xuất hiện Đặc trưng dẫn điện của... gốc từ các thăng giáng nhiệt của electron và xuất hiện trong tất cả các loại vật dẫn Loại thứ hai, noise 1/f, có nguồn gốc từ các tán xạ tâm tạp trong vật dẫn Shot noise bắt nguồn từ tính chất gián đoạn điện tích trong quá trình dẫn điện của hệ Trong các vật dẫn thông thường, tính chất gián đoạn điện tích không đáng kể, shot noise rất yếu so với các nguồn noise khác Nhưng đối với các hệ mesoscopic,... chính là một trong những nội dung mà chúng tôi muốn trình bày trong chương 2 của bản luận văn này 13 Chương 2 Vai trò của tương tác Coulomb và độ rộng mức cộng hưởng 2.1 Đặt vấn đề Như đã đề cập trong chương 1, sự quan trọng và hấp dẫn của RTD là do có đường I-V rất đặc trưng, phi tuyến mạnh ở miền điện áp thấp đồng thời có một miền dẫn điện NDC và hiệu ứng trễ ở miền điện áp cao Hiệu ứng trễ trong RTD,... NDC trên đặc trưng I-V Trước hiện trạng những hiểu biết về đặc trưng dẫn và noise trong RTD như vậy, trong chương này sử dụng lý thuyết ma trận tán xạ trình bày trong [5] có tính đến cả tính hữu hạn và phụ thuộc năng lượng của độ rộng mức cộng hưởng, chúng tôi cố gắng làm rõ các vấn đề: (1) vai trò của tương tác Coulomb và nguyên nhân xuất hiện nhiễu SPP; (2) vai trò của độ rộng mức cộng hưởng và sự tồn... cồng kềnh trong tính toán, và vì thế là không cần thiết cho bài toán mà chúng tôi đang quan tâm Thăng giáng của điện tích liên hệ chặt chẽ với thăng giáng của độ dịch đáy vùng dẫn của giếng lượng tử, vì thế để có thể khảo sát tính chất thăng giáng của Q, trong [5] BB ˆ đã đưa vào một khái niệm mới là toán tử đáy vùng dẫn U , được xác định từ việc giải tự hợp hai phương trình toán tử (2.10) và (2.13)... ứng dụng trong viêc thiết kế các mạch logic, các vi mạch trong điện tử nano Về phương diện nghiên cứu cơ bản, RTD là một công cụ lý tưởng cho các nhà nghiên cứu trong quá trình khảo sát các hiệu ứng lượng tử của quá trình dẫn điện chui ngầm, hiện tượng dẫn điện phổ biến trong các linh kiện nano 1.4 1.4.1 Shot noise Khái niệm về noise Một trong những tính chất quan trọng của các thiết bị dẫn điện là... đóng góp khoa học mới của bản luận văn; trong phần phụ lục chúng tôi trình bày tóm lược biểu thức hàm Green của hệ electron-phonon trong giếng lượng tử 1.2 Dẫn điện chui ngầm trong các cấu trúc nano Dẫn điện chui ngầm là các quá trình truyền dẫn, thuần túy lượng tử, trong đó năng lượng của electron nhỏ hơn năng lượng của các bờ thế Hiện tượng này rất phổ biến trong cấu trúc các lớp chuyển tiếp dị thường, . Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam Viện Vật Lý và Điện Tử * * * * * Nguyễn Việt Hưng Đặc trưng dẫn điện và shot noise trong diode chui ngầm cộng hưởng Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán Mã. hàm Green của hệ electron-phonon trong giếng lượng tử. 1.2 Dẫn điện chui ngầm trong các cấu trúc nano Dẫn điện chui ngầm là các quá trình truyền dẫn, thuần túy lượng tử, trong đó năng lượng của electron. tunneling diode) : diode chui ngầm cộng hưởng • CT (coherent tunneling): chui ngầm kết hợp pha • ICT (incoherent tunneling): chui ngầm không kết hợp pha • ST (sequential tunneling): chui ngầm liên