نام پژوهشگر: فاطمه ره نورد

تونل زنی کوانتمی دوبعدی در یک نانواسکوئید
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده فیزیک 1390
  فاطمه ره نورد   رضا افضلی

اسکوئید یا وسیله تداخل کوانتمی ابررسانا یکی از حساس¬ترین ابزار نسبت به میدان¬های مغناطیسی است. اسکوئید متشکل از یک یا دو پیوندگاه جوزفسون است. امروزه بدلیل نیاز فناوری اطلاعات و پزشکی اسکوئیدهایی در ابعاد نانو ساخته می شوند. بطور کلی می¬توان نانواسکوئیدها را به دو نوع تقسیم بندی کرد. در نوع اول عرض پیوندگاه جوزفسون به ابعادی در حدود 1 نانومتر کاهش یافته و در نوع دوم قطر حلقه به کمتر از 100 نانومتر کاهش یافته است. اختلاف فاز میان دو پیوندگاه¬ جوزفسون بعنوان درجه آزادی ماکروسکوپیک گرفته می¬شود و می-تواند خواص کوانتمی مانند تونل¬زنی کوانتمی را نشان دهد. تونل¬زنی در تک پیوندگاه جوزفسون مشابه با فرایند کوانتم مکانیکی یک بعدی با تئوری ونزل، کرامر و بریلوئن (wkb) توصیف می شود. یک نانواسکوئید شامل دو پیوندگاه جوزفسون، نمایشگر یک سیستم دو بعدی است که تونل-زنی کوانتمی ماکروسکوپیک در آن امکان¬پذیر است. در پایان نامه حاضر نانواسکوئید dcدر میدان مغناطیسی صفر و بدون اتلاف در نظر گرفته¬ایم. از آن¬جا که سیستم مورد نظر در ابعاد نانو است، نمی¬توان از اثر افت و خیز در گاف انرژی صرفه نظر کرد. بنابراین می¬توان در رابطه انرژی، جریان بحرانی را به¬صورت جمع دو جریان نوشت که جمله دوم مربوط به سیستم در حالت نانو است و نسبت به جمله اول کوچک است. در این پایان نامه با حل معادله هامیلتونین-ژاکوبی نانواسکوئیدهای dcمتقارن بر اساس مسیر کلاسیکی در زمان موهومی تحت سد پتانسیل دو بعدی، احتمال تونل¬زنی ذره در دو حالت (برخورد عمود ذره با دیواره و برخورد ذره با مولفه مماسی) بدست می¬آید. هم¬چنین وابستگی دمایی احتمال تونل¬زنی را بررسی می¬گردد. درنهایت می¬توان برای نانواسکوئیدهای متقارن، نمودار وابستگی احتمال تونل¬زنی به دما را رسم کرد. سپس نانواسکوئیدهای dcنامتقارن را به¬صورت مختصر مطالعه می-شوند.