Впервые экспериментально и теоретически показано, что в баллистических наноконтактах металлов время энергетической релаксации электронов пропорционально приложенной разности потенциалов, если их избыточная энергия превышает характерные энергии фононов и магнонов. При изучении перехода от баллистического режима транспорта электронов к диффузному в наноконтактах Ni определена важная характеристика - значение произведения удельного сопротивления на длину свободного пробега электронов.

Лаборатория физики и химии поверхности и лаборатория нелинейной оптики КФТИ КазНЦ РАН.
Руководитель:
д.ф.-м.н., зав. лаб. Бухараев А.А.
Исполнители: Гатиятов Р.Г., Лисин В.Н.

Экспериментально, по особенностям вольтамперных характеристик, зарегистрирован магнитный фазовый переход в приконтактной области наноконтактов Ni различного размера. Качественное и количественное согласие с экспериментом достигается при условии, что в баллистических наноконтактах не только энергия, но и время энергетической релаксации электрона зависят от приложенной разности потенциалов, если избыточная энергия электронов превышает характерные энергии фононов и магнонов. Зарегистрирован переход от баллистического режима транспорта электронов к диффузному при увеличении размеров наноконтактов Ni. Определён важный параметр, характеризующий электронные свойства массивного образца: произведение удельного сопротивления на длину свободного пробега электронов, которое позволяет оценить длины свободного пробега при рассеянии электронов на примесях, фононах и магнонах при различных температурах. Продемонстрирована важность учёта уменьшения транспортной длины свободного пробега электронов, вследствие нагрева приконтактной области протекающим током, при определении режима электронного транспорта.

3_2010.jpg

Рис. 1. Переход от баллистического режима транспорта электронов к диффузному при увеличении размеров наноконтактов Ni в интервале от 1.5 до 12 нм. Теоретически и экспериментально показано, что величина напряжения смещения (Uc), необходимая для джоулева нагрева приконтактной области до критической температуры, не зависит от размера контакта только в диффузном режиме. Для баллистических контактов Uc увеличивается с уменьшением размера наноконтакта.

П. 6. Актуальные проблемы физики конденсированных сред, в том числе квантовой макрофизики, мезоскопики, физики наноструктур, спинтроники, сверхпроводимости.

Публикации:

  1. Gatiyatov R.G., Lisin V.N., Bukharaev A.A.: Current-induced phase transition in ballistic Ni nanocontacts. Appl. Phys. Lett. 96, 093108(1-3) (2010)
  2. Гатиятов Р.Г., Лисин В.Н., Бухараев А.А.: Баллистический и диффузный режимы транспорта электронов в наноконтактах магнeтиков. Письма в ЖЭТФ 91, вып. 8, 461-463 (2010)
  3. Гатиятов Р.Г., Лисин В.Н., Бухараев А.А.: Исследование нелинейной проводимости наноконтактов Ni и Cu при комнатной температуре. Тр. XIV Междунар. симп. «Нанофизика и наноэлектроника». Нижний Новгород, 15-19 марта 2010, т. 1, с. 152-153. Нижний Новгород 2010.
  4. Бухараев А.А.. Гатиятов Р.Г., Лисин В.Н.: Баллистический и диффузный режимы транспорта электронов в наноконтактах никеля. Тр. Междунар. науч.-техн. конф. «Нанотехнологии-2010». Дивноморское, 19-24 сентября 2010, ч. 2, с. 58-59. Таганрог 2010.
  5. Gatiyatov R., Lisin V.N., Bukharaev A.A.: Ballistic and diffuse electron transport in nanocontacts of magnetics. Abstr. Int. Conf. «Nanoscale Magnetism» (ICNM-2010). Gebze, September 28-October 2, 2010, р. 230. Gebze 2010.

Возврат к списку