Tunneling in a finite superlattice

Tsu, Raphael; Esaki, L.

doi:10.1063/1.1654509

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“…Of interest is transport in the direction perpendicular to the barriers (across the quantum well, axis z). These systems have drawn attention already in the seventies, when resonant tunneling was investigated both theoretically [52] and experimentally [53].…”

Section: Resonant Tunnel Barriersmentioning

confidence: 99%

Shot noise in mesoscopic conductors

2000

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Theoretical and experimental work concerned with dynamic fluctuations has developed into a very active and fascinating subfield of mesoscopic physics. We present a review of this development focusing on shot noise in small electric conductors. Shot noise is a consequence of the quantization of charge. It can be used to obtain information on a system which is not available through conductance measurements. In particular, shot noise experiments can determine the charge and statistics of the quasiparticles relevant for transport, and reveal information on the potential profile and internal energy scales of mesoscopic systems. Shot noise is generally more sensitive to the effects of electron-electron interactions than the average conductance. We present a discussion based on the conceptually transparent scattering approach and on the classical Langevin and BoltzmannLangevin methods; in addition a discussion of results which cannot be obtained by these methods is provided. We conclude the review by pointing out a number of unsolved problems and an outlook on the likely future development of the field.

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Section: Resonant Tunnel Barriersmentioning

confidence: 99%

Shot noise in mesoscopic conductors

2000

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“…2(B), indicados como T(E n , ∆); n = 1, 2 e 3. 6 Ribeiro et al Neste caso podemos observar que, para um dado máximo localizado em E n , a transmissão para valores positivos de ∆ é menor do que para os valores negativos deste parâmetro. Além disso, para cada uma dessas curvas de máximos da transmissão, o maior valor para T(E n , ∆) acontece quando o potencial é simétrico (∆ = 0).…”

Section: Potenciais Assimétricos E a Probabilidade De Transmissãounclassified

“…Outros exemplos são as reações de fusão nuclear onde os núcleos envolvidos no processo de fusão precisam tunelar através da barreira de potencial existente entre eles para que o processo se concretize; a penetração do átomo de N na barreira de potencial criada pelos três átomos de H na inversão periódica da molécula de amônia (NH 3 ) [5], fenô-meno que foi inicialmente utilizado na fabricação de reló-gios atômicos; o tunelamento de elétrons em materiais semicondutores, tais como nos diodos tunel que são largamente usados nos circuitos eletrônicos rápidos devido à sua alta frequência de resposta. Nesta área da física o fenômeno de transmissão de portadores de carga através de barreiras de potencial tem uma importância muito grande [6]. Numa abordagem mais atualizada podemos citar o tunelamento ressonante de elétrons através de cavidades (quantum dots) como exemplo.…”

Section: Introductionunclassified

Os problemas de espalhamento quântico em potenciais elementares

Ribeiro

Franzoni

Passos

et al. 2004

Rev. Bras. Ensino Fís.

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Neste trabalho estudamos o espalhamento quântico de uma partícula por um potencial generalizado que engloba em si todas as formas de potenciais retangulares unidimensionais. Neste contexto nós calculamos as probabilidades de reflexão e transmissão de uma partícula incidente sobre este potencial generalizado e avaliamos os efeitos de sua assimetria na transmissão dessa partícula através dele para energias abaixo e acima da barreira de potencial. Palavras-chave: espalhamento quântico, probabilidades de transmissão e reflexão, potenciais unidimensionais, efeitos de assimetria.A potential which encompasses all kinds of rectangular one-dimensional potentials is studied in the context of quantum particle scattering. We calculate the reflection and transmission coefficients for this general potential. The effects of the potential asymmetry on transmission, at energies below and above barrier, are studied, as well. Keywords: quantum scattering, transmission and reflection coefficients, one-dimensional potentials, asymmetry effects. IntroduçãoOs resultados das experiências envolvendo espalhamento e tunelamento quântico tem nos fornecido muito do conhecimento que possuímos hoje sobre a estrutura dos átomos, núcleos, bem como sobre a natureza das partículas e de suas interações [1]. No caso do espalhamento, os feixes de partículas produzidos por aceleradores de colisão ou originários de fontes radioativas são usados nas experiên-cias como pontas de prova para o estudo da natureza dos elementos constituintes (moléculas, átomos, partículas, etc.) de alvos por eles bombardeados. Nestas experiências com espalhamento as distribuições angular e de energia junto com a intensidade do feixe de partículas espalhadas fornecem informações reveladoras relacionadas com a interação entre os elementos do alvo e as partículas do feixe incidente. Os dados obtidos destas experiências são então usados para testar as predições feitas por modelos baseados na mecânica quântica nos quais alguma forma para o potencial de interação é assumida como atuante. No caso do tunelamento quântico sabemos que ele se manifesta numa grande variedade de fenômenos nas diversas áreas da física. Alguns exemplos históricos deste fenômeno quântico são: o decaimento alfa dos núcleos em que um núcleo de He com energia abaixo da barreira de potencial Coulombiano tunela através dela, fenômeno que foi explicado pela teoria de Gamow, Gurney e Condon [2,3]; a emissão de campo na qual elétrons são emitidos por metais após a aplicação de um campo elétrico externo que, ao modificar a forma do potencial de ligação do sistema, possibilita o tunelamento de elétrons do mar de Fermi, fenômeno que foi explicado inicialmente de forma qualitativa pela teoria de FowlerNordheim [4]; os microscópios de emissão e de tunelamento onde a imagem da estrutura atômica das superfícies de certos materiais é obtida através do resultado do tunelamento por emissão de campo dos elétrons destes materiais. Outros exemplos são as reações de fusão nuclear onde os núcleos envolvidos no processo de fusão ...

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“…Research on resonant tunneling phenomena has been extensive since the publication of the theoretical analysis of Kane in 1969 [1] and the experimental study of Tsu and Esaki in 1973 [2]. To date, many studies have been carried out, both theoretically and experimentally [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Theoretical analysis of tunneling phenomenon in asymmetrical triple‐barrier structures with outer wells

Takura¹,

Yamamoto²

2006

Electron Comm Jpn Pt II

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SUMMARYThe impact of the outer wells on tunneling characteristics is theoretically studied in a new structure with outer wells consisting of wells on both sides of an asymmetrical triple barrier structure. First, the theoretical equation for the transmission coefficient is derived and the resonance conditions are studied. It is found that resonance is not related to the existence of the outer wells and is governed by the two resonance conditions independently existing in the two wells between the barriers. Second, the dwell time of electrons at the two resonant energy values is analyzed. The dwell time in the triple barrier structure with outer wells is compressed to about 14% at the maximum in comparison with the dwell time in the triple barrier structure without outer wells. Even if the dwell time is compared with that in the structure with a prewell, which is a conventional way of reducing the dwell time, a reduction to about 60% is realized. Also, with regard to the current density versus voltage characteristics for the structure with outer wells, it is found that a large current flows at a lower voltage than in the structure without outer wells.

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Tunneling in a finite superlattice

Abstract: We have computed the transport properties of a finite superlattice from the tunneling point of view. The computed I-V characteristic describes the experimental cases of a limited number of spatial periods or a relatively short electron mean free path.

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Shot noise in mesoscopic conductors

Shot noise in mesoscopic conductors

Os problemas de espalhamento quântico em potenciais elementares

Theoretical analysis of tunneling phenomenon in asymmetrical triple‐barrier structures with outer wells

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