Электрический ток в наноструктурах: кулоновская блокада и квантовые точечные контакты. Щелкачёв Н.М - 18 стр.

точек пересечения граничных кривых Vth и штриховой линии V =
= 0) — это соответствует нахождению контакта в одной из точек
вырождения, что означает возможность изменения заряда островка
даже в отсутствие приложенного напряжения.
    В общем случае, электронный транспорт блокирован при дан-
ном Q0 , пока напряжение V не достигнет одного из пороговых на-
пряжений Vth (Q0 ), как это проиллюстрировано на рис. 4, где серая
область соответствует кулоновской блокаде (нет одноэлектронного
туннелирования), а наклонные линии — пороговым напряжениям
Vth , при которых перенос заряда между резервуарами 1 и 2 стано-
вится возможным. Например, если напряжение V положительно и
вначале имеется состояние с n электронами на островке, перенос
заряда между резервуарами 1 и 2 возможен, если ∆F1+ (n) < 0 или
∆F2− (n) < 0. В первом случае (рис. 3а) электрон будет туннелиро-
вать из первого электрода на островок, меняя его заряд с n на n+1,
а затем туннелировать дальше во второй электрод, возвращая за-
ряд островка к исходному значению n. Во втором случае (рис. 3б)
транспорт происходит немного по-другому: сначала электрон будет
туннелировать с островка во второй электрод, в результате чего
заряд островка станет равным n − 1, а уже затем на место это-
го электрона придёт другой из первого электрода. В обоих случаях
описанный цикл возвращает систему в исходное состояние с n элек-
тронами на островке, поэтому цикл может повторяться дальше и
дальше, перенося электроны один за одним. Два описанных цикла
имеют различные пороговые значения напряжения, и кулоновская
блокада имеет место до тех пор, пока напряжение V не достигнет
меньшего из двух пороговых значений.
    В ситуации, изображённой на рис. 4, с увеличением V перенос
заряда, отвечающий первому типу (рис. 3а), возникнет, например,
если 0.05 < Q0 /e < 0.5, а перенос заряда по второму механизму
(рис. 3б) — если, например, −0.5 < Q0 /e < 0.05. Значение Q0 /e,
разграничивающее эти две ситуации, в общем случае равно (C1 −
− C2 )/2CΣ для центрального «алмаза» (что и даёт 0.05 для рис. 4).
Именно несовпадением C1 и C2 объясняется «перекос» кулоновских
алмазов (на рис. 4 они слегка наклонены вправо). Также в слу-
чае C1 ̸= C2 вольт-амперная характеристика I(V ) будет, очевидно,
асимметричной — это ясно уже хотя бы из того, что пороговые
напряжения, при которых возникает ненулевой ток, для случаев
положительного и отрицательного V отличаются по модулю (см.


                               18