Вышедшие номера
Микроскопическая теория резонансного туннелирования носителей заряда в полупроводниковых гетероструктурах
Министерство образования и науки Российской Федерации, на основе госзадания, FSEE2025-0007, 075-00003-25-00
Доморацкий Е.В. 1, Захарченко М.В. 2, Глинский Г.Ф. 2
1Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Email: evdomoratskii@gmail.com, mikhailvzakh@gmail.com, genaglinskii@mail.ru
Поступила в редакцию: 13 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 30 января 2026 г.
Принята к печати: 30 января 2026 г.
Выставление онлайн: 26 марта 2026 г.

Развит общий подход к исследованию резонансного туннелирования носителей заряда в полупроводниковых гетероструктурах. Задача о туннелировании решается посредством введения оператора Грина для соответствующего уравнения Шрёдингера в рамках биортогонального формализма квантовой теории. В качестве примера рассмотрены модельные гетероструктуры на основе одномерных кристаллов, для которых возможно построение точной микроскопической теории туннелирования. Точные результаты, следующие из предлагаемой теории, сравниваются с приближенными данными, полученными методом плавных огибающих функций, а также методом эффективной массы. Показано, что основной вклад в различие микроскопической теории и существующих приближенных методов обусловлен непараболичностью закона дисперсии носителей заряда, тогда как короткодействующие интерфейсные поля играют в процессе туннелирования второстепенную роль. Ключевые слова: метод эффективной массы, функция Грина, биортогональная квантовая механика, эффекты резонансного туннелирования.
  1. R. Kohler, A. Tredicucci, F. Beltram, H.E. Beere, E.H. Linfield, A.G. Davies, D.A. Ritchie, R.C. Iotti, F. Rossi. Nature 417, 6885, 156 (2002)
  2. J. Faist, F. Capasso, D.L. Sivco, C. Sirtorti, A.L. Hutchinson, A.Y. Cho. Sci. 264, 5158, 553 (1994)
  3. А.А. Андронов, Е.П. Додин, Д.И. Зинченко, Ю.Н. Ноздрин, А.А. Мармалюк, А.А. Падалица. Квантовая электроника 40, 5, 400 (2010). [A.A. Andronov, E.P. Dodin, D.I. Zinchenko, Yu.N. Nozdrin, A.A. Marmalyuk, A.A. Padalitsa. Quantum Electron. 40, 5, 400 (2010).]
  4. S.M. Sharroush. Ain Shams Engg J. 9, 4, 1001 (2016)
  5. M.J. Avedillo, J.M. Quintana, H. Pettenghi, P. Kelly, C.J. Tompson. Electron. Lett. 39, 21, 1502 (2003)
  6. V.S. Olkhovsky, E. Recami, A.K. Zaichenko. Europhys. Lett. 70, 6, 712 (2005)
  7. J. Encomendero, F.A. Faria, S.M. Islam, V. Protasenko, S. Rouvimov, B. Sensale-Rodriguez, P. Fray, D. Jena, H.G. Xing. Phys. Rev. X 7, 4, 041017 (2017)
  8. J.P. Sun, G.I. Haddad, P. Mazumder, J.N. Schulman. Proceed. IEEE 86, 4, 641 (1998)
  9. A. Belkadi, A. Weerakkody, G. Moddel. Nature Commun. 12, 1, 2925 (2021)
  10. B. Ricco, M.Ya. Azbel. Phys. Rev. B 29, 4, 1970 (1984)
  11. S. Alomari, Q. Al-Taai, M. Elksne, A. Al-Khalidi, E. Wasige, J. Figueiredo. Opt. Express 31, 11, 18300 (2023)
  12. A.P. Jauho, N.S. Wingreen, Y. Meir. Phys. Rev. B 50, 8, 5528 (1994)
  13. Z. Dong, X. Cao, T. Wu, J. Guo. J. Appl. Phys. 123, 9, 094501 (2018)
  14. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Квантовая механика. Наука, М. (1989). 768 с
  15. М.В. Захарченко, Г.Ф. Глинский. ЖТФ 93, 10, 1396 (2023)
  16. Е.В. Доморацкий, М.В. Захарченко, Г.Ф. Глинский. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физ.-мат. науки 17, 1.1, 55 (2024). [E.V. Domoratsky, M.V. Zakharchenko, G.F. Glinskii. St.Petersburg State Polytechnical University J. Phys. Math. 17, 1.1, 55 (2024).]
  17. D.C. Brody. J. Phys. A: Math. Theor. 47, 3, 035305 (2014)
  18. A. Mostafazadeh. Int. J. Geom. Methods Mod. Phys. 7, 7, 1191 (2010)
  19. Г.Ф. Глинский, М.С. Миронова. ФТП 48, 10, 1359 (2014). [G.F. Glinskii, M.S. Mironova. Semiconductors 48, 10, 1324 (2014).]