Универсальные флуктуации проводимости

Универсальные флуктуации проводимости или универсальные флуктуации кондактанса (UCF)  — явление, встречающееся в мезоскопической физике при измерении проводимости (сопротивления) мезоскопических образцов. Теоретически предсказано в работах^[1][2]. Измеренная электрическая проводимость будет варьироваться от образца к образцу, в основном из-за случайного расположения рассеивающих центров. Флуктуации происходят из-за эффектов когерентности электронных волновых функций и, следовательно, длины фазовой когерентности; ${\displaystyle \textstyle l_{\phi }}$ — длина на которой электрон испытывает неупругое столкновение, должна быть много больше, чем длина релаксации по импульсам ${\displaystyle \textstyle l_{m}}$. Универсальные флуктуации проводимости сильнее выражены, когда электронный поток наблюдается в режиме слабой локализации. ${\displaystyle \textstyle l_{\phi }<l_{c}}$, где ${\displaystyle l_{c}=M\cdot l_{m}}$, ${\displaystyle \textstyle M}$ — количество каналов проводимости и ${\displaystyle \textstyle l_{m}}$ — длина релаксации по импульсам за счёт длины свободного пробега или рассеяния на фононах. Для таких образцов флуктуация проводимости равна фундаментальной проводимости ${\displaystyle \textstyle G_{o}=2e^{2}/h}$ независимо от количества каналов.

На амплитуду UCF влияют многие факторы. При нулевой температуре без декогеренции на UCF влияют в основном два фактора: симметрия и форма образца. Недавно было обнаружено, что третий ключевой фактор, анизотропия поверхности Ферми, также существенно влияет на амплитуду UCF.^[3]

См. также

• Спекл-паттерны, оптические аналоги паттернов флуктуаций проводимости.

Примечания

1. Борис Альтшулер. Флуктуации примесной проводимости неупорядоченных проводников // Письма в ЖЭТФ. — 1985. — Т. 41. — С. 530—. Архивировано 22 апреля 2021 года.
2. Lee, P. (1985). "Universal Conductance Fluctuations in Metals". Physical Review Letters. 55 (15): 1622—1625. Bibcode:1985PhRvL..55.1622L. doi:10.1103/PhysRevLett.55.1622. PMID 10031872.
3. Hu, Yayun (2017-10-05). "Numerical study of universal conductance fluctuations in three-dimensional topological semimetals". Physical Review B. 96 (13): 134201. arXiv:1708.05212. Bibcode:2017PhRvB..96m4201H. doi:10.1103/PhysRevB.96.134201.

Литература

• Akkermans Eric, Montambaux Gilles. Mesoscopic Physics of Electrons and Photons. — 1 ed. — Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2007. — 606 с. — ISBN 978-0-511-29016-9. (англ.)
• Супрейо Датта, Электронный транспорт в мезоскопических системах, Cambridge University Press (1995)
• Р. Сайто, Г. Дрессельхаус и М. С. Дрессельхаус, Физические свойства углеродных нанотрубок, издательство Imperial College Press (1998).