Abstract:
В рамках теории функционала электронной плотности с применением метода неравновесных гринов-
ских функций и в приближении локальной плотности исследованы квантово-транспортные характе-
ристики наноразмерного контакта «алюминий – оксид алюминия – алюминий» (Al – Al2O3 – Al). Ком-
пьютерное моделирование квантово-транспортных характеристик реализовано в программе Atomistix
ToolKit with Virtual NanoLab. Рассчитаны вольтамперные, dI/dV-характеристики, спектр пропускания
и спектральный ток рассматриваемого наноконтакта. На основании компьютерного моделирования
показано, что с увеличением величины напряжения смещения происходит сдвиг максимума функции
пропускания со стороны положительной энергии в сторону отрицательной. По форме спектра пропус-
кания наноконтакта можно предположить, что основным механизмом электронного транспорта в по-
добных структурах является резонансное туннелирование квазичастиц. Выявлено, что на вольтампер-
ной характеристике наноструктуры проявляются особенности при напряжениях ±0,54; 0,2; 0,08 В,
обусловленные резонансным туннелированием квазичастиц. Вольтамперная характеристика имеет
заметный участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Особенности электронного
транспорта, наблюдаемые на вольтамперной характеристике, проявляются и на dI/dV-характеристике
наноконтакта. Обнаружено, что дифференциальная проводимость имеет два основных максимума со
значением ~ 26 нСм при напряжениях смещения ±0,45 В, присущих туннельным переходам. Установ-
лено, что спектральный ток увеличивается при резком уменьшении значения дифференциальной про-
водимости и, наоборот, убывает при резком возрастании ее значения, а его максимальное значение
проявляется при напряжении смещения 0,45 В. Полученные результаты модельного исследования на-
ноконтакта «Al – Al2O3 – Al» могут быть полезными для расчетов новых перспективных электронных
приборов криогенной наноэлектроники.
