Tynde kvantetråde fungerer bedre med mindre isolerende belægninger

Ny teoretisk analyse overvejer tilfælde, hvor elektronerne får lov til at eksistere ud over grænserne for halvledende kvanteledninger - med vigtige implikationer for deres ydeevne

Tynde, halvledende ledninger har på det seneste tiltrukket sig meget opmærksomhed i fysik - både i eksperimenter og teoretiske analyser. Disse strukturer kaldes kvantetråde og er ofte belagt med isoleringsmaterialer, og flere tidligere undersøgelser har nu undersøgt, hvordan misforholdet mellem de isolerende egenskaber af begge materialer kan påvirke deres ydeevne. Gennem ny analyse offentliggjort i The European Physical Journal B , Nguyen Nhu Dat og Nguyen Thi Thuc Hien ved Duy Tan University, Vietnam, viser, at tyndere ledninger med mindre isolerende belægninger kan forbedre mobiliteten af ​​de elektroner, de bærer.

Kvanteledninger har en bred vifte af potentielle applikationer, og deres anvendelse i enheder, herunder lasere, LED'er, transistorer og sensorer, bliver nu bredt udforsket. Resultater fra tidligere undersøgelser har vist, at de isolerende egenskaber af deres belægningsmaterialer kan variere de interaktioner, der finder sted mellem elektriske ladninger i den halvledende ledning. Til gengæld påvirker dette kvantetilstandene for ledningens elektroner. Disse modeller har dog præsenteret modstridende konklusioner om elektronernes evne til at bevæge sig gennem ledningen, afhængigt af om belægninger er mere eller mindre isolerende end halvlederen.

Gennem deres detaljerede analyse har Nguyen Nhu Dat og Nguyen Thi Thuc Hien nu forbedret disse tidligere tilgange. Mens tidligere undersøgelser antog, at disse elektroner forbliver fuldstændigt begrænset til ledningen, betragtede duoen det tilfælde, hvor elektroner får lov til at krydse den ydre grænse af halvlederen. Deres resulterende beregninger viste, at tidligere modeller sandsynligvis har undervurderet elektronmobilitet - som bliver omkring 10 gange større i tynde ledninger, når de er belagt med mindre isolerende materialer end halvlederen. Alligevel er tidligere modeller stadig nyttige til at beskrive tykkere kvantetråde. Resultatet giver vigtig indsigt i de ledende egenskaber af kvantetråde og kan gøre det muligt for forskere i fremtidige undersøgelser bedre at forstå deres potentielle anvendelser. + Udforsk yderligere

Nanotråde under spænding skaber grundlaget for ultrahurtige transistorer