Универсальные флуктуации проводимости

Универсальные флуктуации проводимости или универсальные флуктуации кондактанса (UCF) — явление, встречающееся в мезоскопической физике при измерении проводимости (сопротивления) мезоскопических образцов. Теоретически предсказано в работах^[1]^[2]. Измеренная электрическая проводимость будет варьироваться от образца к образцу, в основном из-за случайного расположения рассеивающих центров. Флуктуации происходят из-за эффектов когерентности электронных волновых функций и, следовательно, длины фазовой когерентности; $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\textstyle l_{\phi }$ $\textstyle l_{\phi }$ — длина на которой электрон испытывает неупругое столкновение, должна быть много больше, чем длина релаксации по импульсам $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\textstyle l_{m}$ $\textstyle l_{m}$ . Универсальные флуктуации проводимости сильнее выражены, когда электронный поток наблюдается в режиме слабой локализации. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\textstyle l_{\phi }<l_{c}$ $\textstyle l_{\phi }<l_{c}$ , где $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $l_{c}=M\cdot l_{m}$ $l_{c}=M\cdot l_{m}$ , $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\textstyle M$ $\textstyle M$ — количество каналов проводимости и $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\textstyle l_{m}$ $\textstyle l_{m}$ — длина релаксации по импульсам за счёт длины свободного пробега или рассеяния на фононах. Для таких образцов флуктуация проводимости равна фундаментальной проводимости $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\textstyle G_{o}=2e^{2}/h$ $\textstyle G_{o}=2e^{2}/h$ независимо от количества каналов.

На амплитуду UCF влияют многие факторы. При нулевой температуре без декогеренции на UCF влияют в основном два фактора: симметрия и форма образца. Недавно было обнаружено, что третий ключевой фактор, анизотропия поверхности Ферми, также существенно влияет на амплитуду UCF.^[3]

См. такжеПравить

Спекл-паттерны, оптические аналоги паттернов флуктуаций проводимости.

ПримечанияПравить

↑ Борис Альтшулер. Флуктуации примесной проводимости неупорядоченных проводников // Письма в ЖЭТФ. — 1985. — Т. 41. — С. 530—. Архивировано 22 апреля 2021 года.
↑ Lee, P. (1985). “Universal Conductance Fluctuations in Metals”. Physical Review Letters. 55 (15): 1622—1625. Bibcode:1985PhRvL..55.1622L. DOI:10.1103/PhysRevLett.55.1622. PMID 10031872.
↑ Hu, Yayun (2017-10-05). “Numerical study of universal conductance fluctuations in three-dimensional topological semimetals”. Physical Review B. 96 (13): 134201. arXiv:1708.05212. Bibcode:2017PhRvB..96m4201H. DOI:10.1103/PhysRevB.96.134201.

ЛитератураПравить

Akkermans Eric, Montambaux Gilles. Mesoscopic Physics of Electrons and Photons. — 1 ed. — Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2007. — 606 с. — ISBN 978-0-511-29016-9. (англ.)
Супрейо Датта, Электронный транспорт в мезоскопических системах, Cambridge University Press (1995)
Р. Сайто, Г. Дрессельхаус и М. С. Дрессельхаус, Физические свойства углеродных нанотрубок, издательство Imperial College Press (1998).

[1] Борис Альтшулер. Флуктуации примесной проводимости неупорядоченных проводников // Письма в ЖЭТФ. — 1985. — Т. 41. — С. 530—. Архивировано 22 апреля 2021 года.

[2] Lee, P. (1985). “Universal Conductance Fluctuations in Metals”. Physical Review Letters. 55 (15): 1622—1625. Bibcode:1985PhRvL..55.1622L. DOI:10.1103/PhysRevLett.55.1622. PMID 10031872.

[3] Hu, Yayun (2017-10-05). “Numerical study of universal conductance fluctuations in three-dimensional topological semimetals”. Physical Review B. 96 (13): 134201. arXiv:1708.05212. Bibcode:2017PhRvB..96m4201H. DOI:10.1103/PhysRevB.96.134201.

[1]

[2]

[3]