„Kvantumpöttyök” változatai közötti eltérés

A Fizipedia wikiből
4. sor: 4. sor:
 
===Kvantum pöttyök, energia skálák===
 
===Kvantum pöttyök, energia skálák===
  
===Elektrosztatuks energia kvantum pöttyökben===
+
===Elektrosztatikus energia kvantum pöttyökben===
  
 
===Coulomb gyémántok===
 
===Coulomb gyémántok===

A lap 2013. április 8., 17:33-kori változata

Hát erről lesz szó, csak kicsit bővebben.


Tartalomjegyzék

Kvantum pöttyök, energia skálák

Elektrosztatikus energia kvantum pöttyökben

Coulomb gyémántok

Mesterséges atomok és kvantum bezártság

Pauli spin blokád



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.