2D 跳跃传输中库仑相互作用效应的数值研究

我们将 supercomputer enabled 的蒙特卡洛仿真从完全无序的 2D 导体中的跳跃传输扩展到考虑显著电子-电子库仑相互作用的情况。这种相互作用不仅会抑制跳跃电流的平均值，还会显著影响其涨落。特别是，在足够低的频率下，电流涨落的谱密度 $S_I (f)$ exhibits 类似 $1/f$ 的增长，approximately 遵循 Hooge scaling，即使在温度为零时亦是如此。在较高的 $f$，存在一种到一个较宽频率范围的横跨，其中 $S_I (f)$ 接近常数，因而允许用有效 Fano 系数 $F\equiv S_I(f)/2e \left< I\right>$ 来表征电流噪声。对于足够大的导体样本和低温，Fano 系数低于 Schottky 值 (F=1)，并随导体长度为 $F = (L_c / L)^{\alpha}$ 进行尺度化。系数 $\alpha$ 受库仑相互作用效应的显著影响，从在这些效应可忽略时测得的 $\alpha = 0.76 \pm 0.08$ 变化到在这些效应显著时接近于 1。尺度参数 $L_c$（解释为沿电场方向的平均 percolation 簇长度）在库仑相互作用效应可忽略时按 $L_c \propto E^{-(0.98 \pm 0.08)}$ 进行尺度化，并在这些效应显著时按 $L_c \propto E^{-(1.26 \pm 0.15)}$ 进行尺度化，与基于有向 percolation 理论的估计值良好一致。