Главная
» Электронная библиотека » Влияние температуры на диссипативное туннелирование электронов через наночастицы Co в пленках HfO2
Влияние температуры на диссипативное туннелирование электронов через наночастицы Co в пленках HfO2
| Категория: | физико-математические науки | |
| Авторы (ПГУ): | Кревчик Владимир Дмитриевич [50]  , Семенов Михаил Борисович [50] | |
| Аннотация: | Цель работы – экспериментально и теоретически исследовать особенности туннельных вольт-амперных характеристик (ВАХ) для случая одномерного диссипативного туннелирования в пределе слабой диссипации во внешнем электрическом поле в системе «АСМ зонд – наночастица Co в пленке HfO2/Co». Еще одной целью является экспериментальное подтверждение теоретически предсказанной температурной зависимости амплитуды единичного пика упомянутой туннельной ВАХ в системе совмещенного АСМ/СТМ для единичной металлической наночастицы под иглой кантилевера. Анализ современного состояния теории квантового туннелирования с диссипацией и экспериментальных работ по наблюдению эффектов макроскопического диссипативного туннелирования для 1D- и 2D- систем с металлическими и полупроводниковыми наночастицами (НЧ) приводит к выводу, что решающим экспериментом, подтверждающим возможность экспериментального наблюдения эффектов диссипативного туннелирования, может быть исследование температурной зависимости туннельных ВАХ, указанных наносистем, отсюда следует актуальность проведенных исследований. Материалы и методы. Методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) с проводящим зондом экспериментально исследовано влияние температуры на процессы диссипативного туннелирования электронов через индивидуальные НЧ Co в пленке HfO2 (толщиной 10 нм) на проводящей подложке с подслоем Co. НЧ Co формировались путем локального анодного окисления подслоя Co при помощи АСМ-зонда с последующим дрейфом ионов Co к АСМ-зонду, их восстановлением и ростом НЧ Co вблизи контакта острия АСМ- зонда к поверхности пленки HfO2. В эксперименте измерялись туннельные ВАХ сформированных НЧ Co при подаче напряжения между АСМ-зондом и подслоем Co при разных температурах в диапазоне 20–105 °С. Результаты эксперимента интерпретировались на основе теории одномерного (1D)-диссипативного туннелирования. При этом использовалось одноинстантонное квазиклассическое приближение для модельного 1D-двухъямного осцилляторного потенциала при конечной температуре в условиях внешнего электрического поля с учетом линейного взаимодействия с локальными фононными модами окружающей матрицы. Результаты. Показано, что при одной из полярностей напряжения на АСМ-зонде наблюдались изломы ВАХ,сопровождающиеся осцилляциями тока через АСМ-зонд, что соответствует ситуации, когда исходно асимметричный двухъямный потенциал становится симметричным. Найдено, что амплитуда осцилляций тока слабо нелинейно падает с ростом температуры. Результаты эксперимента сравнивались с результатами расчетов температурной зависимости максимальной амплитуды осцилляций на полевой зависимости вероятности 1D-диссипативного туннелирования. Полученное качественное согласие экспериментальной и теоретической температурных зависимостей свидетельствует, что наблюдаемые экспериментально особенности ВАХ связаны с эффектом макроскопического квантового туннелирования с диссипацией. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о возможности экспериментального наблюдения макроскопических диссипативных туннельных эффектов в искусственных наносистемах. | |
| Тип: | Статья | |
| Вид: | электронная копия бумажного издания | |
| Количество частей: | 1 | |
| Год издания: | 2023 | |
| Издательство: | Пензенский Государственный Университет | |
| Где опубликовано: | Журнал | |
| Место опубликования: | Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки | |
| Индексация: | RSCI | |
| Целевая аудитория: | Исследователь | |
| Целевое назначение: | Научное | |
| Лицензия: | Нет ограничений | |
| Ограничения: | Нет ограничений | |
| Правообладатель: | ПГУ | |
| DOI: | 10.21685/2072-3040-2023-2-10 | |
| Библиографическая ссылка: | Кревчик В. Д., Семенов M. Б., Филатов Д. O., Антонов Д. А. Влияние температуры на диссипативное туннелирование электронов через наночастицы Co в пленках HfO2 // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2023. № 2. С. 108–121. doi:10.21685/2072-3040-2023-2-10 | |
| Внешняя веб-ссылка: | https://izvuz_fmn.pnzgu.ru/fmn10223 | |
| Язык: | Русский | |
| Место хранения: | ПГУ, вне электронной библиотеки | |
| Дата размещения: | 13.11.2023 | |
| Владелец: | Кревчик Владимир Дмитриевич | |
| Ссылка на ресурс: | http://elib.pnzgu.ru/library/1699864364  | |
| Формат: | Не указан |