В настоящей работе дается параметрическое представление туннельного преобразователя перемещения. Основными параметрами являются: работа выхода, расстояние между электродами, приложенное напряжение. Разработан метод численного решения одномерного стационарного уравнения Шрёдингера для моделирования квантового транспорта в наноструктуре преобразователя. Получены выражения для расчета прозрачности потенциальных барьеров. Предложенный метод решения уравнения Шрёдингера позволяет строить численные решения как на ступенчатых, так и на гладких потенциальных рельефах. Показано, что пренебрежение качественным изменением формы потенциального рельефа в приповерхностных областях электродов преобразователя в ряде случаев оказывает существенное влияние на величину коэффициента прозрачности. Основными отличительными особенностями предложенного метода моделирования туннельных преобразователей перемещения МЭМС являются: использование параметрической модели туннельного преобразователя; учет взаимодействия туннелирующих электронов с электродами преобразователя; численный расчет коэффициентов прозрачности потенциальных рельефов.
In this work a parametric representation of the tunneling displacement transducer is given.The main parameters are work function, electrode distance, bias voltage. The numerical method of the Schrödinger stationary one-dimensional equation solving for quantum transport simulation at nanoscale is developed. The expressions for potential barriers transparency calculation are obtained. The method discussed in this work is capable for obtaining numeric solutions whether on stepped or continuously differentiable potential reliefs.Itwas concluded thatin some casesneglecting qualitative changes occurring to the potential relief at the electrodesurfacesdramatically affects transparency. The main features of the proposed method of modeling MEMS tunneling displacement transducers are: using a parametric model of the tunneling transducer; taking into account the interaction of the tunneling electrons with the electrodes of the converter; numerical calculation of transmission coefficients of the potential relief.
1. Валиев К.А., Раков А.В. Физические основы субмикронной литографии в микроэлектронике. – М.: Радио и связь, 1984. –352 с.
2. Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела. – М.: Изд-во Московского университета. Физический факультет МГУ, 1999. –284 с.
3. Коноплев Б.Г., Рындин Е.А., Денисенко М.А. Интегральный инжекционный лазер с управляемой передислокацией максимума амплитуды волновых функций носителей заряда // Вестник Южного научного центра РАН. – 2010. – Т. 6. – № 3. – С. 5–11.
4. Коноплев Б.Г., Приступчик Н.К., Рындин Е.А. Автоэмиссионный акселерометр с тремя осями чувствительности // Микросистемная техника. – 2007. – № 3. – С. 36–39.
5. Лысенко И.Е., Бегун А.С. Микро- и наносистемы для мониторинга параметров движения тела человека // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 10. – С. 246–248.
6. Fowler R.H., Nordheim L.W. Electron emission in intense electric fields // Proc. Roy. Soc. London A. – 1928. – Vol. 119. – P. 173–181.
7. Razavy M. Quantum Theory of tunnelling. – Singapure: World Scientific Publishing, 2003. –549 p.