O.А.Ткаченко, В.А.Ткаченко, Д.Г.Бакшеев, Д.В.Щеглов, А.В.Латышев, З.Д.Квон, Ж.К.Портал, А.Л.Асеев

С целью выяснения влияния реальной геометрии мезоскопических наноструктур на электронный транспорт, выполнено численное моделирование малого кольцевого интерферометра, изготовленного зондом атомного силового микроскопа. На Рис. 1 приведены: (a) - карта глубины h, на которую проникает анодный окисел в исходную структуру по данным АСМ; (b,c) - вычисленные по найденной h(x,y) распределение электронной плотности и эффективный потенциал U

Рис.1. Карта глубины h, на которую проникает анодный окисел по данным АСМ - (a); вычисленное распределение электронной плотности и эффективный потенциал U в плоскости двумерного электронного газа - (b, c); результат решения задачи квантового рассеяния для потенциала U(x,y) и баллистических электронов энергии E, падающих слева.

Рис. 2. Зависимость кондактанса G кольца от энергии E и магнитного поля B.

в плоскости двумерного электронного газа; (d) - результат решения задачи квантового рассеяния для потенциала U(x,y) и баллистических электронов энергии E, падающих слева. Показана полная плотность вероятности, т.е. сумма по всем модам n широкого входного канала. Рассмотрен случай нулевого магнитного поля и режим квантового эффекта Холла (B=4T). Видно как происходит формирование краевых токовых состояний. Расчет волновых функций выполнен на машине Zahir суперкомпьютерного центра IDRIS (France, http://www.idris.fr)
Исследование зависимости электронной проницаемости кольца от энергии и магнитного поля, аналогичная задача квантового рассеяния решалась 150 000 раз, потребовало 6 часов счета на 64 процессорах указанной машины. Результат решения для найденного потенциала U(x,y) показан на Рис.2. Соответствующее время для настольного компьютера равно 1800 часам.