論文の概要: Analytical simulations of the resonant transmission of electrons in a
closed nanocircuit for terahertz applications where a tunneling junction is
shunted by a metallic nanowire
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16860v1
- Date: Wed, 25 Oct 2023 02:29:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-28 00:05:07.459344
- Title: Analytical simulations of the resonant transmission of electrons in a
closed nanocircuit for terahertz applications where a tunneling junction is
shunted by a metallic nanowire
- Title(参考訳): トンネル接合を金属ナノワイヤで遮断したテラヘルツ用閉回路における電子の共鳴透過に関する解析シミュレーション
- Authors: Mark Hagmann
- Abstract要約: 本研究では, ベリリウムフィラメントで散乱したクローズド量子ナノ回路を, 平均68nmの経路上の準コヒーレント電子輸送のためにモデル化した。
各モデルは、(1)バリアの長さ、(2)バリアの高さと形状、(3)プレバリアの長さ、(4)電子エネルギーの4つのパラメータを持つ。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Earlier, in the CINT program at Los Alamos National Laboratory, we focused
ultrafast mode-locked lasers on the tip-sample junction of a scanning tunneling
microscope to generate currents at hundreds of harmonics of the laser pulse
repetition frequency. Each harmonic has a signal-to-noise ratio of 20 dB with a
10-dB linewidth of only 3 Hz. Now we model closed quantum nanocircuits with
rectangular, triangular, or delta-function barrier, shunted by a beryllium
filament for quasi-coherent electron transport over mean-free paths as great as
68 nm. The time-independent Schr\"odinger equation is solved with the boundary
conditions that the wavefunction and its derivative are continuous at both
connections. These four boundary conditions are used to form a four-by-four
complex matrix equation with only zeros in the right-hand column vector which
is required to have a non-trivial solution with each of the closed
nanocircuits. Each model has four parameters: (1) the barrier length, (2) the
height and shape of the barrier, (3) the length of the pre-barrier, and (4) the
electron energy. Any three of these may be specified and then the fourth is
varied to bring the determinant to zero to find the solutions on lines or
surfaces in the space defined by the four parameters. First, we use a
simplistic model having a rectangular barrier. The second model has a
triangular barrier as a first approximation to field emission, and we are
considering applying this approach for a self-contained nanoscale extension of
our earlier effort to generate the harmonics at Los Alamos. The third model has
a delta-function barrier, and the fourth model is an extension of the first one
where the width of the rectangular barrier is varied inversely with its height.
- Abstract(参考訳): ロスアラモス国立研究所のCINTプログラムでは、走査型トンネル顕微鏡の先端ジャンクションに超高速モードロックレーザーを集中させ、レーザーパルス繰り返し周波数の数百倍の高調波の電流を発生させた。
各ハーモニックは20dBの信号対雑音比を持ち、10dBのライン幅はわずか3Hzである。
現在我々は、平均68nmの経路上の準コヒーレント電子輸送のために、ベリリウムフィラメントで絞られた長方形、三角形、またはデルタ関数障壁を持つ閉量子ナノ回路をモデル化している。
時間に依存しないシュリンガー方程式は、波動関数とその微分が両方の接続で連続である境界条件で解かれる。
これら4つの境界条件は、それぞれ閉ナノ回路で非自明な解を持つ必要がある右列ベクトルの零点のみを持つ4-四複素行列方程式を形成するために用いられる。
各モデルは、(1)バリア長、(2)バリアの高さと形状、(3)プリバリアの長さ、(4)電子エネルギーの4つのパラメータを持つ。
これら3つのいずれかを指定でき、4つ目は4つのパラメータによって定義される空間の直線や曲面上の解を見つけるために行列式をゼロにするために変化する。
まず、矩形障壁を持つ単純化モデルを用いる。
第2のモデルは、電界放射に対する最初の近似として三角障壁を持ち、我々はこのアプローチを、ロスアラモスの高調波を生成するための以前の取り組みの自己完結ナノスケール拡張に適用することを検討している。
第3のモデルはデルタ関数バリアを持ち、第4のモデルは長方形のバリアの幅が高さと逆方向に変化する第1のバリアの拡張である。
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