Il fattore di forma per un filo quantistico con potenziale confinante finito o infinito in funzione del raggio del filo per il rapporto delle costanti dielettriche a ε2 /ε1 =0,5, b ε2 /ε1 =3,0 (linea continua). Gli asterischi mostrano la dipendenza dal raggio della differenza relativa dei fattori di forma. La densità elettronica lineare è n =10 6 cm −1 , il vettore d'onda q =10 6 cm −1 , la temperatura del sistema T =300 K. Credito:The European Physical Journal B (2022). DOI:10.1140/epjb/s10051-022-00295-z
La nuova analisi teorica considera i casi in cui gli elettroni possono esistere oltre i confini dei fili quantistici semiconduttori, con importanti implicazioni per le loro prestazioni
I fili sottili e semiconduttori hanno attirato molta attenzione di recente in fisica, sia negli esperimenti che nell'analisi teorica. Chiamati fili quantistici, queste strutture sono spesso rivestite con materiali isolanti e diversi studi precedenti hanno ora esplorato come la mancata corrispondenza tra le proprietà isolanti di entrambi i materiali possa influenzare le loro prestazioni. Attraverso una nuova analisi pubblicata su The European Physical Journal B , Nguyen Nhu Dat e Nguyen Thi Thuc Hien della Duy Tan University, Vietnam, dimostrano che fili più sottili con rivestimenti meno isolanti possono migliorare la mobilità degli elettroni che trasportano.
I cavi quantistici hanno una vasta gamma di potenziali applicazioni e il loro utilizzo in dispositivi inclusi laser, LED, transistor e sensori è ora ampiamente esplorato. I risultati di studi precedenti hanno dimostrato che le proprietà isolanti dei loro materiali di rivestimento possono variare le interazioni che hanno luogo tra le cariche elettriche all'interno del filo semiconduttore. A sua volta, questo influenza gli stati quantistici degli elettroni del filo. Tuttavia, questi modelli hanno presentato conclusioni contrastanti sulla capacità degli elettroni di muoversi attraverso il filo, a seconda che i rivestimenti siano più o meno isolanti del semiconduttore.
Attraverso la loro analisi dettagliata, Nguyen Nhu Dat e Nguyen Thi Thuc Hien hanno ora migliorato questi approcci precedenti. Mentre studi precedenti presumevano che questi elettroni rimanessero completamente confinati nel filo, il duo ha considerato il caso in cui gli elettroni possono attraversare il confine esterno del semiconduttore. I calcoli risultanti hanno mostrato che i modelli precedenti hanno probabilmente sottovalutato la mobilità degli elettroni, che diventa circa 10 volte maggiore nei fili sottili, quando sono rivestiti con materiali meno isolanti rispetto al semiconduttore. Tuttavia, i modelli precedenti sono ancora utili per descrivere fili quantistici più spessi. Il risultato fornisce importanti informazioni sulle proprietà di conduzione dei cavi quantistici e potrebbe consentire ai ricercatori in studi futuri di comprendere meglio le loro potenziali applicazioni. + Esplora ulteriormente
