O VREMENAKh ZhIZNI KVAZISTATsIONARNYKh UROVNEY PRI TUNNELIROVANII V REZONANSNO-TUNNEL'NOY STRUKTURE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Мы исследуем полевую эмиссию в резонансно-туннельных гетероструктурах с одной квантовой ямой и двумя барьерами, а также влияние на нее времен жизни резонансных метастабильных уровней, образующихся в яме. Также рассмотрена задача о времени туннелирования квантовой частицы (электрона) через структуру с барьером и двумя барьерами и ямой. Использованы стационарное и нестационарное уравнения Шредингера. Время установления процесса туннелирования всегда конечно, но может быть меньше времени пролета структуры частицей со скоростью Ферми. Определенны времена жизни метастабильных уровней и исследовано их влияние на туннельный ток. Он возрастает при увеличении ширин ям и выравнивании высот барьеров.

About the authors

M. V Davidovich

Саратовский национальный исследовательский государственный университет

Email: davidovichmv@info.sgu.ru
Саратов, Россия

I. S Nefedov

Саратовский национальный исследовательский государственный университет; Российский университет Дружбы народов

Саратов, Россия; Москва, Россия

References

  1. M. V. Davidovich, I. S. Nefedov, O. E. Glukhova, and M. M. Slepchenkov, Toward the Theory of Resonant-Tunneling Triode and Tetrode with CNT-Graphene Grids, J. Appl. Phys. 130(20), 204301 (2021), doi: 10.1063/5.0067763.
  2. М. В. Давидович, Особенности вакуумного резонансного туннелирования на одноямном и двухъямном барьерных потенциалах, ЖТФ 92(9), 1387 (2022)
  3. M. V. Davidovich, I. S. Nefedov, O. E. Glukhova, M. M. Slepchenkov, and J. M. Rubi, Field Emission in Vacuum Resonant Tunneling Heterostructures with High Current Densities, Scientific Reports 13, 19365 (2023), doi: 10.1038/s41598-023-44900-2.
  4. R. Tsu and L. Esaki, Tunneling in a Finite Superlattice, Appl. Phys. Lett. 22(11) 562 (1973), doi: 10.1063/1.1654509 (1973).
  5. L. L. Chang, L. Esaki, and R. Tsu, Resonant Tunneling in Semiconductor Double Barriers, Appl. Phys. Lett. 24, 593 (1974), doi: 10.1063/1.1655067.
  6. E. X. Ping and H. X. Jiang, Resonant Tunneling of Double-Barrier Quantum Wells Affected by Interface Roughness, Phys. Rev. B 40(17), 11792 (1989).
  7. O. Pinaud, Transient Simulations of a Resonant Tunneling Diode, J. Appl. Phys. 92(4), 1987 (2002), doi: 10.1063/1.1494127.
  8. В.Ф.Елесин, Перестраиваемый терагерцовый генератор на двухъямной наноструктуре с когерентной электронной подсистемой, ЖЭТФ 128(5), 922 (2005)
  9. В. Ф. Елесин, Переходные процессы в двухбарьерных наноструктурах, ЖЭТФ 145(6), 1078 (2014)
  10. В. Ф. Елесин, Ю. В. Копаев, Лазер на «штарковской лестнице» с когерентной электронной подсистемой, ЖЭТФ 123(6), 1308 (2003)
  11. К. С. Гришаков, В. Ф. Елесин, Времена перехода резонансно-туннельного диода между экстремальными точками гистерезисной вольт-амперной характеристики, ФТП 50(8), 1113 (2016)
  12. М. В. Давидович, Нестационарное резонансное туннелирование в диодной двухбарьерной структуре, Письма в ЖЭТФ 110(7), 465 (2019)
  13. Е. А. Нелин, Импедансная модель для «барьерных задач» квантовой механики, УФН 177(3) (2007), 307
  14. J.G.Simmons, Generalized Formula for the Electric Tunnel Effect between Similar Electrodes Separated by a Thin Insulating Film, J. Appl. Phys. 34, 1793 (1963), doi: 10.1063/1.1702682.
  15. J. Robertson, Diamond-Like Amorphous Carbon, Materials Science and Engineering R , 129 (2002), doi: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0.
  16. Е. Р. Лубенец, К вопросу о распаде квазистационарных состояний нерелятивистской квантовой механике, ТМФ 32 (1977), 279
  17. Г. Ф. Друкарев, К теории прохождения частицы через потенциальный барьер, ЖЭТФ 51(1), 59 (1951).
  18. А. И. Базь, Я. Б. Зельдович, А. М. Переломов, Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике, Наука, Москва (1971).
  19. М. В. Давидович, О временах и скоростях нестационарного квантового и электромагнитного туннелирования, ЖЭТФ 157(1), 44 (2020)
  20. A. C. Давыдов, Квантовая механика, Наука, Москва (1972) [A. S. Davydov, Quantum Mechanics, Pergamon (1965)].
  21. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Квантовая механика. Нерелятивистская теория, ГИФФМЛ, Москва (1962)
  22. В. Н. Грибов, Квантовая электродинамика, НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, Ижевск (2001).
  23. А. Н. Тихонов, А. А. Самарский, Уравнения математической физики, Наука, Москва (1977).
  24. L. Fonda, G. C. Ghirardi, and A. Rimini, Decay Theory of Unstable Quantum Systems, Rep. Prog. Phys. 41(4), 587 (1978), doi: 10.1088/00344885/41/4/003.
  25. E. C. G. Sudarshan, C. B. Chiu, and G. Bhamathi, Unstable Systems in Generalized Quantum Theory, Adv. Chem. Phys. 99(3), 121 (1997), doi: 10.1002/9780470141588.ch2.
  26. L. M. Krauss and J. Dent, Late Time Behavior of False Vacuum Decay: Possible Implications for Cosmology and Metastable Inflating States, Phys. Rev. Lett. 100(17), 171301 (2008), doi: 10.1103/PhysRevLett.100.171301.
  27. Л. А. Халфин, Вклад в теорию распада квазистационарного состояния, ЖЭТФ 33(6), 1371 (1958).
  28. C. B. Chiu, E. C. G. Sudarshan, and B. Misra, Time Evolution of Unstable Quantum States and a Resolution of Zeno’s Paradox, Phys. Rev. D 16(2), 520 (1977), doi: 10.1103/PhysRevD.16.520.
  29. G. Garcia-Calderon and R. Romo, Interference in the Time Domain of a Decaying Particle with Itself as the Physical Mechanism for the Exponential-Nonexponential Transition in Quantum Decay, Phys. Rev. A 100(3), 032121 (2019), doi: 10.1103/PhysRevA.100.032121.
  30. P. Facchi and S. Pascazio, Quantum Zeno Dynamics: Mathematical and Physical Aspects, J. Phys. A 41(49), 493001 (2008), doi: 10.1016/S0375-9601(00)00566-1.
  31. C. Rothe, S. I. Hintschich, and A. P. Monkman, Violation of the Exponential-Decay Law at Long Times, Phys. Rev. Lett. 96(16), 163601 (2006).
  32. C. Anastopoulos, Decays of Unstable Quantum Systems, Int. J. Theor. Phys. 58(3), 890 (2019), doi: 10.1007/s10773-018-3984-z.
  33. S. D. Druger and M. A. Samuel, Nonexponential Decay in Autoionization Near Threshold, Phys. Rev. A 30(1), 640 (1984), doi: 10.1103/PhysRevA.30.640.
  34. C. A. Nicolaides, Physical Constraints on Nonstationary States and Nonexponential Decay, Phys. Rev. A 66(2), 022118 (2002), doi: 10.1103/PhysRevA.66.022118.
  35. N. G. Kelkar, M. Nowakowski, and K. P. Khemchandani, Hidden Evidence of Nonexponential Nuclear Decay, Phys.Rev. C 70(2), 024601, (2004), doi: 10.1103/PhysRevC.70.02460.
  36. R. G. Newton, The Exponential Decay Law of Unstable Systems, Ann. Phys. 14(1), 333 (1961), doi: 10.1016/0003-4916(61)90060-4.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences