Физики МГУ предложили универсальный теоретический подход для анализа особенностей туннельного тока и его спектральной плотности шума для широкого класса коррелированных полупроводниковых наноструктур, в которых электронный транспорт происходит через промежуточную структуру сверхмалых размеров с кулоновскими корреляциями локализованных электронов. Предложенный подход открывает возможность изучения электронного транспорта через многоэлектронные коррелированные состояния и позволяет анализировать влияние пространственной и спиновой симметрии всей системы на особенности электронный транспорт. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Шум, возникающий при транспорте электронов через промежуточную низкоразмерную систему с кулоновскими корреляциями, имеет большое значение как с точки зрения фундаментальной науки, так и с точки зрения технологических применений в современной наноэлектронике. Так, исследуя шумовые характеристики электронного транспорта, можно изучать фундаментальные квантовые эффекты, а также исследовать вопрос об оптимизации шумов в современных электронных устройствах.
Ученые МГУ провели обобщение диаграммной техники Келдыша для неравновесных процессов и предложили методику анализа туннельного тока и его шумовых характеристик для полупроводниковых коррелированных наноструктур. В частности, было показано, что важную роль в таких системах с точки зрения подавления или усиления шумов играют пространственная и спиновая симметрия, которые могут вызывать блокировку каналов для электронного транспорта.
«Одним из основных и наиболее интересных результатов исследований является обнаружение того факта, что в случае электронного транспорта через перепутанное триплетное состояние и сам ток и его шум на нулевой частоте подавлены по сравнению со случаем электронного транспорта через один электронный уровень. Для синглетного перепутанного состояния ситуация оказывается противоположной», — рассказала доцент физического факультета МГУ Наталья Сергеевна Маслова.
Сотрудники НОШ «Фотоника» также показали, что двухэлектронные перепутанные состояния в коррелированных квантовых точках дают возможность регулировать амплитуду шума на нулевой частоте, блокируя каналы для электронного транспорта. Такие исследования перспективны для применения двухэлектронных перепутанных состояний в квантовых коммуникациях и логических устройствах.
«Отдельно стоит отметить обнаружение немонотонного поведения фактора Фано при изменении напряжения», — рассказала доцент физического факультета МГУ Наталья Сергеевна Маслова.