Функция распределения прозрачностей сильно сжатых разупорядоченных слоев диэлектрика

Abstract

Теоретически изучены особенности электронного туннелирования через неупорядоченные наноразмерные слои диэлектрика. Получены аналитические выражения для транспортных характеристик контактов металл–изолятор–металл с неоднородной диэлектрической прослойкой и универсальные соотношения, описывающие распределение вероятностей прохождения заряда через разупорядоченную систему потенциальных барьеров. Проанализированы два предельных случая: узкие и высокие барьеры с резкими границами и сравнительно широкие и низкие барьеры, описываемые квазиклассическим приближением. Предсказаны изменения функции распределения прозрачностей аморфного диэлектрического слоя под действием высоких давлений.

Теоретично вивчено особливості електронного тунелювання через невпорядковані нанорозмірні шари діелектрика. Отримано аналітичні вирази для транспортних характеристик контактів метал–ізолятор–метал з неоднорідним діелектричним прошарком та універсальні співвідношення, що описують розподіл ймовірностей проходження заряду через розупорядковану систему потенціальних бар’єрів. Проаналізовано два граничних випадки: вузькі й високі бар’єри з різкими границями та порівняно широкі й низькі бар’єри, які описуються квазікласичним наближенням. Передбачено зміни функції розподілу прозоростей аморфного діелектричного шару під дією високих тисків.

Specific features of electron tunneling through disordered nanoscale dielectric layers are studied theoretically. Analytical expressions for transport characteristics of metal–insulatormetal contacts with an inhomogeneous dielectric layer as well as universal relations describing the distribution of the probability of the charge transfer across a disordered system of potential barriers are obtained. Two limiting cases, narrow and high barriers with abrupt boundaries and relatively broad and low barriers, which may be described by the quasiclassical approximation, have been analyzed. Although the two distribution functions are described by different analytical expressions, there is no qualitative difference between them since both functions are bimodal with a large number of strongly reflected “closed” channels, and at the same time a significant amount of “open” channels with the transmission coefficient near unity.