Le facteur de forme d'un fil quantique avec un potentiel de confinement fini ou infini en fonction du rayon du fil pour le rapport des constantes diélectriques a ε2 /ε1 =0,5, b ε2 /ε1 =3,0 (ligne continue). Les astérisques indiquent la dépendance du rayon de la différence relative des facteurs de forme. La densité électronique linéaire est n =10 6 cm −1 , le vecteur d'onde q =10 6 cm −1 , la température du système T =300 K. Crédit :The European Physical Journal B (2022). DOI :10.1140/epjb/s10051-022-00295-z
Une nouvelle analyse théorique considère les cas où les électrons sont autorisés à exister au-delà des limites des fils quantiques semi-conducteurs, avec des implications importantes pour leurs performances
Les fils minces semi-conducteurs ont récemment attiré l'attention de la physique, tant dans les expériences que dans l'analyse théorique. Appelées fils quantiques, ces structures sont souvent recouvertes de matériaux isolants, et plusieurs études antérieures ont maintenant exploré comment le décalage entre les propriétés isolantes des deux matériaux peut influencer leurs performances. Grâce à une nouvelle analyse publiée dans The European Physical Journal B , Nguyen Nhu Dat et Nguyen Thi Thuc Hien de l'Université Duy Tan, au Vietnam, montrent que des fils plus fins avec des revêtements moins isolants peuvent améliorer la mobilité des électrons qu'ils transportent.
Les fils quantiques ont un large éventail d'applications potentielles, et leur utilisation dans des dispositifs tels que les lasers, les LED, les transistors et les capteurs est maintenant largement explorée. Les résultats d'études antérieures ont montré que les propriétés isolantes de leurs matériaux de revêtement peuvent faire varier les interactions qui ont lieu entre les charges électriques dans le fil semi-conducteur. À son tour, cela influence les états quantiques des électrons du fil. Cependant, ces modèles ont présenté des conclusions contradictoires sur la capacité des électrons à se déplacer à travers le fil, selon que les revêtements sont plus ou moins isolants que le semi-conducteur.
Grâce à leur analyse détaillée, Nguyen Nhu Dat et Nguyen Thi Thuc Hien ont maintenant amélioré ces approches précédentes. Alors que des études antérieures supposaient que ces électrons restaient complètement confinés au fil, le duo a envisagé le cas où les électrons sont autorisés à traverser la limite extérieure du semi-conducteur. Leurs calculs ont montré que les modèles précédents avaient probablement sous-estimé la mobilité des électrons, qui devient environ 10 fois plus grande dans les fils fins, lorsqu'ils sont recouverts de matériaux moins isolants que le semi-conducteur. Néanmoins, les modèles précédents sont toujours utiles pour décrire des fils quantiques plus épais. Le résultat fournit des informations importantes sur les propriétés conductrices des fils quantiques et pourrait permettre aux chercheurs de futures études de mieux comprendre leurs applications potentielles. Les nanofils sous tension créent la base des transistors ultrarapides
