Квантовая проволока

КВАНТОВАЯ ПРОВОЛОКА (квантовая нить), квантовая система, в которой движение частиц ограничено в двух направлениях. Обычно это тонкая проволока, в которой существенно квантование энергии поперечного движения носителей заряда. Фактически разделение квантово-механических переменных поперечного и продольного движений связано с применимостью адиабатического приближения; при этом малым параметром является отношение толщины проволоки к масштабу продольных неоднородностей. Дискретность спектра поперечного движения приводит к особенностям в плотности состояний элементарных возбуждений (смотри Гетероструктура). Характерный поперечный размер квантовой проволоки определяется так же, как и размер квантовой точки.

Квантование поперечного движения существенно изменяет продольные свойства системы. Так, в отличие от обычной проволоки, электрическая баллистическая проводимость квантовой проволоки (наблюдается, если длина квантовой проволоки меньше длины свободного пробега электронов, при этом электрон, вылетев из одного контакта, долетает до другого контакта без столкновений) непропорциональна её площади сечения и имеет другую температурную зависимость.

Большинство способов изготовления квантовой проволоки основывается на том, что в двумерном электронном газе ограничивается движение электронов ещё в одном направлении. Современные технологии позволяют получать полупроводниковые квантовой проволоки травлением квантовых ям или непосредственным выращиванием на анизотропной подложке. Для получения квантовой проволоки также считается перспективным использование углеродных нанотрубок. Квантовую  проволоку используют в полупроводниковых лазерах.

Лит.: Андо Т., Фаулер А., Стерн Ф. Электронные свойства двумерных систем. М., 1985; Демиховский В. Я., Вугальтер Г. А. Физика квантовых низкоразмерных структур. М., 2000; Физика низкоразмерных систем / Под редакцией В. И. Ильина, А. Я. Шика. СПб., 2001.

Л. А. Мелъниковский.