„Kvantumpöttyök” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
3. sor: 3. sor:
  
 
===Kvantum pöttyök, energia skálák===
 
===Kvantum pöttyök, energia skálák===
 
+
{{fig|QD_1.png|fig:1|1. ábra}}
 
===Elektrosztatikus energia kvantum pöttyökben===
 
===Elektrosztatikus energia kvantum pöttyökben===
  

A lap 2013. április 11., 16:14-kori változata

Hát erről lesz szó, csak kicsit bővebben.


Tartalomjegyzék

Kvantum pöttyök, energia skálák

1. ábra

Elektrosztatikus energia kvantum pöttyökben

Coulomb gyémántok

Mesterséges atomok és kvantum bezártság

Pauli spin blokád

Cotunneling és Kondo effektus

Kvantum pöttyök felhasználása

Egy elektron pumpa, spin kvantum bit

QD 1.png
1. ábra




A korábbiakban láttuk, hogy egy egycsatornás kvantumvezeték vezetőképessége \setbox0\hbox{$G=2e^2T/h$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, ahol \setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% a vezeték közepén elhelyezett szórócentrum transzmissziós valószínűsége. Ez a vezetőképesség abból adódik, hogy a bejövő elektronhullám parciálisan transzmittálódik illetve reflektálódik. A fotonokkal végzett kétrés kísérlethez hasonlóan ha megmérjük, hogy egy elektron áthaladt vagy visszaverődött a szórócentrumon, akkor csak azt kaphatjuk, hogy vagy az egész elektron áthaladt vagy az egész elektron visszaverődött, parciális töltés transzmisszióját nem mérhetjük. Így a mért áram (ill. vezetőképesség) abból adódik, hogy az elektronok \setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-ed része teljesen transzmittálódik, \setbox0\hbox{$1-T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-ed része pedig reflektálódik. Innen már rögtön látszik, hogy a véletlenszerűen transzmittálódó töltéscsomagok árama a várható érték körül fluktuálni fog.

Zaj mint jel barrier.jpg
1. ábra


Egy elektronra vonatkoztatva az áthaladt töltés \setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% valószínűséggel \setbox0\hbox{$e$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, \setbox0\hbox{$1-T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% valószínűséggel pedig \setbox0\hbox{$0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%, így várhatóértékben

\[<Q>=T\cdot e+(1-T)\cdot 0=T\cdot e,\]

azaz a Landauer formulának megfelelően az áram \setbox0\hbox{$T$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-vel arányos. Hasonlóan kiszámolhatjuk az áthaladt töltés szórásnégyzetét:

\[<(\Delta Q)^2>=<Q^2>-<Q>^2=T\cdot e^2 - (T\cdot e)^2=T(1-T)e^2,\]

azaz az áram szórásnégyzete \setbox0\hbox{$T(1-T)$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%-vel arányos, ami \setbox0\hbox{$T=0$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% és \setbox0\hbox{$T=1$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0% kivételével mindig véges, azaz egy részlegesen transzmittáló nanovezeték mindig véges áramfluktuációt, véges zajt mutat.

A zaj, azaz egy mennyiség várható érték körüli fluktuációja sok esetben lényeges többlet információt hordozhat a várható értékhez (pl. vezetőképességhez) képest, amire a későbbiekben pár egyszerű példát mutatunk. Mindenek előtt azonban definiáljuk pontosabban a zaj fogalmát.



Az áram időbeli fluktuációja



A korábbiakban l

A zaj, azaz egy mennyiség várható érték körüli fluktuációja sok esetben lényeges többlet információt hordozhat a várható értékhez (pl. vezetőképességhez) képest, amire a későbbiekben pár egyszerű példát mutatunk. Mindenek előtt azonban definiáljuk pontosabban a zaj fogalmát.