El factor de forma de un cable cuántico con un potencial de confinamiento finito o infinito en función del radio del cable para la relación de constantes dieléctricas a ε2/ε1 =0,5, b ε2/ε1 =3,0 (línea continua). Los asteriscos muestran la dependencia del radio de la diferencia relativa de los factores de forma. La densidad electrónica lineal es n =10 6 cm −1 , el vector de onda q =10 6 cm −1 , la temperatura del sistema T =300 K. Crédito:The European Physical Journal B (2022). DOI:10.1140/epjb/s10051-022-00295-z
El nuevo análisis teórico considera casos en los que se permite que los electrones existan más allá de los límites de los cables cuánticos semiconductores, con implicaciones importantes para su rendimiento.
Los cables semiconductores delgados han atraído mucha atención recientemente en la física, tanto en experimentos como en análisis teórico. Llamados cables cuánticos, estas estructuras a menudo están recubiertas con materiales aislantes, y varios estudios anteriores ahora han explorado cómo la falta de coincidencia entre las propiedades aislantes de ambos materiales puede influir en su rendimiento. A través de un nuevo análisis publicado en The European Physical Journal B , Nguyen Nhu Dat y Nguyen Thi Thuc Hien de la Universidad Duy Tan, Vietnam, muestran que cables más delgados con menos revestimientos aislantes pueden mejorar la movilidad de los electrones que transportan.
Los cables cuánticos tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales, y ahora se está explorando ampliamente su uso en dispositivos que incluyen láseres, LED, transistores y sensores. Los resultados de estudios anteriores han demostrado que las propiedades aislantes de sus materiales de recubrimiento pueden variar las interacciones que tienen lugar entre las cargas eléctricas dentro del cable semiconductor. A su vez, esto influye en los estados cuánticos de los electrones del cable. Sin embargo, estos modelos han presentado conclusiones contradictorias sobre la capacidad de los electrones para moverse a través del cable, dependiendo de si los recubrimientos son más o menos aislantes que el semiconductor.
A través de su análisis detallado, Nguyen Nhu Dat y Nguyen Thi Thuc Hien ahora han mejorado estos enfoques anteriores. Si bien los estudios anteriores asumieron que estos electrones permanecen completamente confinados al cable, el dúo consideró el caso en el que se permite que los electrones crucen el límite exterior del semiconductor. Sus cálculos resultantes mostraron que los modelos anteriores probablemente subestimaron la movilidad de los electrones, que se vuelve aproximadamente 10 veces mayor en los cables delgados, cuando están recubiertos con menos materiales aislantes que el semiconductor. De todos modos, los modelos anteriores siguen siendo útiles para describir cables cuánticos más gruesos. El resultado proporciona información importante sobre las propiedades conductoras de los cables cuánticos y podría permitir a los investigadores en estudios futuros comprender mejor sus posibles aplicaciones. Los nanocables bajo tensión crean la base para los transistores ultrarrápidos
