Нелинейный кондактанс квантового контакта, содержащего единичные дефекты

Abstract

Теоретически исследована проводимость квантового контакта, содержащего единичные точечные дефекты и потенциальный барьер. В рамках модели квантовой проволоки, соединяющей массивные берега, получена зависимость кондактанса G от приложенного напряжения U. Проанализировано соотношение нелинейных вкладов в кондактанс, которые связаны с интерференцией электронных волн, рассеянных дефектами, а также дефектами и барьером. Последний вклад становится преобладающим уже при весьма малых коэффициентах отражения электронов от барьера. Показано, что зависимость коэффициента прохождения T₁₂ от энергии электрона E объясняет наблюдавшееся экспериментально подавление осцилляций кондактанса G(U) при его абсолютном значении, близком к величине одного кванта G₀=2e² /h.

Conductance of a quantum contact containing single point defects and a potential barrier has been investigated theoretically. The model of quantum wire connecting massive banks is used to derive the dependence of conductance G on applied bias U. We analyze nonlinear contributions to the conductance which are due to the interference of electron waves, scattered by defects or by defects and the barrier. The latter contribution becomes dominant for a relatively small reflection coefficient of electrons from the barrier. It is shown that the dependence of transmission coefficient on electron energy T₁₂ (E) explains the experimentally observed suppression of the conductance oscillations GU (U), if its absolute value is close to the value of the quantum G₀=2e² /h.

Теоретично досліджено провідність квантового контакту, який містить одиничні точкові дефекти та потенційний бар’єр. У рамках моделі квантового дроту, що з’єднує масивні береги, отримано залежність кондактансу G від прикладеної напруги U. Проаналізовано співвідношення нелінійних вкладів у кондактанс, які пов’язані з інтерференцією електронних хвиль, які розсіюються дефектами, а також дефектами та бар’єром. Останній вклад стає переважним вже при доволі малих коефіцієнтах віддзеркалення електронів від бар’єру. Показано, що залежн ість коефіцієнта проходження T₁₂ від енергії електрона E пояснює пригнічення осциляцій кондактансу GU (U), яке спостерігалося експериментально, при його абсолютному значенні, близькому до величини одного кванту G₀=2e² /h .