Сравнение асимптотического и численного подходов к исследованию резонансного туннелирования в симметричном двумерном квантовом волноводе переменного сечения

Муаед Мусович Кабардов, Борис Алексеевич Пламеневский, Олег Васильевич Сарафанов, Наталия Михайловна Шаркова

Результат исследований: Научные публикации в периодических изданияхстатьянаучнаярецензирование

Выдержка

Волновод совпадает с полосой, имеющей два сужения ширины $\varepsilon$. Волновая функция электрона удовлетворяет задаче Дирихле для уравнения Гельмгольца. Часть волновода между сужениями играет роль резонатора, и могут возникнуть условия для резонансного туннелирования электрона. В статье используются асимптотические формулы для характеристик резонансного туннелирования при $\varepsilon \to 0$. Асимптотические результаты сравниваются с численными, полученными приближенным вычислением волноводной матрицы рассеяния в интервале энергий между вторым и третьим порогами. Это сравнение позволяет установить диапазон параметра $\varepsilon$, в котором согласуются асимптотический и численный подходы. Предложенные методы применимы к значительно более сложным моделям, чем рассмотренная в статье. В частности, такой же подход можно использовать для асимптотического и численного анализа туннелирования в трехмерных квантовых волноводах переменного сечения.

Ключевые слова

  • квантовый волновод
  • переменное сечение
  • уравнение Гельмгольца
  • резонансное туннелирование
  • сравнение асимптотики и вычислений

Предметные области Scopus

  • Математика (все)

Цитировать

@article{48725ebe4dbf4a8f9af14fd0ffadf8b3,
title = "Сравнение асимптотического и численного подходов к исследованию резонансного туннелирования в симметричном двумерном квантовом волноводе переменного сечения",
abstract = "Волновод совпадает с полосой, имеющей два сужения ширины $\varepsilon$. Волновая функция электрона удовлетворяет задаче Дирихле для уравнения Гельмгольца. Часть волновода между сужениями играет роль резонатора, и могут возникнуть условия для резонансного туннелирования электрона. В статье используются асимптотические формулы для характеристик резонансного туннелирования при $\varepsilon \to 0$. Асимптотические результаты сравниваются с численными, полученными приближенным вычислением волноводной матрицы рассеяния в интервале энергий между вторым и третьим порогами. Это сравнение позволяет установить диапазон параметра $\varepsilon$, в котором согласуются асимптотический и численный подходы. Предложенные методы применимы к значительно более сложным моделям, чем рассмотренная в статье. В частности, такой же подход можно использовать для асимптотического и численного анализа туннелирования в трехмерных квантовых волноводах переменного сечения.",
keywords = "квантовый волновод, переменное сечение, уравнение Гельмгольца, резонансное туннелирование, сравнение асимптотики и вычислений",
author = "Кабардов, {Муаед Мусович} and Пламеневский, {Борис Алексеевич} and Сарафанов, {Олег Васильевич} and Шаркова, {Наталия Михайловна}",
year = "2017",
language = "русский",
volume = "461",
pages = "124--139",
journal = "ЗАПИСКИ НАУЧНЫХ СЕМИНАРОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. В.А. СТЕКЛОВА РАН",
issn = "0373-2703",
publisher = "Санкт-Петербургское отделение Математического института им. В. А. Стеклова РАН",

}

TY - JOUR

T1 - Сравнение асимптотического и численного подходов к исследованию резонансного туннелирования в симметричном двумерном квантовом волноводе переменного сечения

AU - Кабардов, Муаед Мусович

AU - Пламеневский, Борис Алексеевич

AU - Сарафанов, Олег Васильевич

AU - Шаркова, Наталия Михайловна

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Волновод совпадает с полосой, имеющей два сужения ширины $\varepsilon$. Волновая функция электрона удовлетворяет задаче Дирихле для уравнения Гельмгольца. Часть волновода между сужениями играет роль резонатора, и могут возникнуть условия для резонансного туннелирования электрона. В статье используются асимптотические формулы для характеристик резонансного туннелирования при $\varepsilon \to 0$. Асимптотические результаты сравниваются с численными, полученными приближенным вычислением волноводной матрицы рассеяния в интервале энергий между вторым и третьим порогами. Это сравнение позволяет установить диапазон параметра $\varepsilon$, в котором согласуются асимптотический и численный подходы. Предложенные методы применимы к значительно более сложным моделям, чем рассмотренная в статье. В частности, такой же подход можно использовать для асимптотического и численного анализа туннелирования в трехмерных квантовых волноводах переменного сечения.

AB - Волновод совпадает с полосой, имеющей два сужения ширины $\varepsilon$. Волновая функция электрона удовлетворяет задаче Дирихле для уравнения Гельмгольца. Часть волновода между сужениями играет роль резонатора, и могут возникнуть условия для резонансного туннелирования электрона. В статье используются асимптотические формулы для характеристик резонансного туннелирования при $\varepsilon \to 0$. Асимптотические результаты сравниваются с численными, полученными приближенным вычислением волноводной матрицы рассеяния в интервале энергий между вторым и третьим порогами. Это сравнение позволяет установить диапазон параметра $\varepsilon$, в котором согласуются асимптотический и численный подходы. Предложенные методы применимы к значительно более сложным моделям, чем рассмотренная в статье. В частности, такой же подход можно использовать для асимптотического и численного анализа туннелирования в трехмерных квантовых волноводах переменного сечения.

KW - квантовый волновод

KW - переменное сечение

KW - уравнение Гельмгольца

KW - резонансное туннелирование

KW - сравнение асимптотики и вычислений

M3 - статья

VL - 461

SP - 124

EP - 139

JO - ЗАПИСКИ НАУЧНЫХ СЕМИНАРОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. В.А. СТЕКЛОВА РАН

T2 - ЗАПИСКИ НАУЧНЫХ СЕМИНАРОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. В.А. СТЕКЛОВА РАН

JF - ЗАПИСКИ НАУЧНЫХ СЕМИНАРОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ. В.А. СТЕКЛОВА РАН

SN - 0373-2703

ER -