誘電体中のトンネル電流の変化についての質問
- 真空中でのトンネル電流によって情報を得るSTMについて質問します。
- 探針と試料間の電圧によって生じる局所電界がトンネル電流の可能性を決定すると考えられます。
- 誘電体が満ちている場合、誘電体の特性によって局所電界の値が変化し、トンネル電流の大きさも変わる可能性があります。
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誘電体中のトンネル電流（STMを用いて）
STMについて質問です。 STMは真空中を流れるトンネル電流によって情報を得ており、 このとき、電子にとって真空層がポテンシャル障壁になっていると思います。 STM探針からの電子のトンネルが起こるためには、 探針－試料間に印加した電圧によって局所電界が生じ、 これによってポテンシャル障壁が低くなることでトンネル可能になる、と理解しています。 ここで質問なのですが、真空層ではなく誘電体が満ちていたとしたら トンネル電流の大きさは真空層の場合とどのように変わるのでしょうか。 液体中でSTMを使用する環境を思い浮かべてもらえればと思います。 誘電体のせいで局所電場の値が変わるような気がするのですが、 どう議論すべきか分からなくなってしまいました。 散漫な文章になってしまいましたが、 どなたかご存じの方がいらっしゃいましたらよろしくお願い致します。
- ziggy-1972
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バイアスを変えても基本的にはポテンシャル障壁は変わりません。 バイアスを変えて制御しているのは、探針と試料のフェルミエネルギー(化学ポテンシャル)の差です。 フェルミエネルギーに差があると、 http://hoffman.physics.harvard.edu/research/STMtechnical.php のFig.1のIIの範囲の電子の数(＝トンネルできる電子の数)が変わるので、トンネル電流が変わるんです。 試料-探針の間を何らかの物質で満たした場合にはトンネル確率が変わります。 主にポテンシャル障壁の高さと電子の有効質量が変わった事に由来すると考えていいでしょう。 例えば絶縁体が間にある場合には伝導帯の位置がポテンシャル障壁の高さの位置になります。 真空の時よりトンネル電流がどう変化するかは、多分物質依存じゃないかな、と思います。
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お礼
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