РЕЗОНАНСНОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ С ФОНОНАМИ
Елесин В.Ф.

Received: December 16, 2002

PACS: 79.60.Jv, 73.23.-b

DJVU (109.7K)

PDF (278.5K)

В рамках последовательной квантовомеханической модели исследовано влияние электрон-фононного взаимодействия на резонансное туннелирование электронов через двухбарьерную наноструктуру. Волновая функция находится из решения уравнения Шредингера с корректными граничными условиями в квазиклассическом приближении по электрон-фононному взаимодействию. Вычисленный с помощью волновой функции ток усредняется по фононной подсистеме с помощью теоремы Блоха. Найдены аналитические выражения для статического и переменного токов резонансно-туннельного диода с учетом электрон-фононного взаимодействия, формально совпадающие с вероятностью эффекта Мессбауэра. В адиабатическом пределе и при сильном электрон-фононном взаимодействии статический ток уменьшается пропорционально η, а переменный низкочастотный ток пропорционально η². Форма резонансной кривой становится гауссовской с шириной \tph^-1. Принципиальный результат состоит в том, что даже в пределе (который часто считается некогерентным) сохраняются свойства, присущие когерентному туннелированию. Наиболее ярким эффектом (аналогичным эффекту Мессбауэра) является сохранение узкой лоренцевской резонансной кривой в пределе η\ll1,\quad\w_ph\ggГ. Это означает, что и при резонансный ток обусловлен когерентными электронами (испытывающими интерференцию), но их доля уменьшается из-за электрон-фононного взаимодействия. Делается вывод, что применение скоростных уравнений и других приближенных методов, где интерференцией пренебрегается, может приводить к некорректным результатам. Найдены также выражения для высокочастотного и нелинейного откликов. Квантовый режим оказывается менее чувствителен к влиянию фононов, чем классический.