颗粒物质及其他类似介质中的离散隧穿

本文致力于研究一类广泛的异相颗粒介质及类似系统中的电流输运物理，这些系统包含金属或半导体颗粒、量子点或势阱，其中由于不可逆击穿和介质结构的破坏，可能观察不到从库仑阻塞隧穿机制的退出。此类系统还包括具有短距离过渡元素原子的凝聚介质。文中针对小电场和中等电场，对通过由大量金属颗粒组成的链在库仑隧穿阻塞区域的离散电子输运稳态问题进行了解析求解。推导出了此类颗粒系统中电流随电场增长的指数规律。此类介质中离散隧穿的特征在于其伏安特性类型为 $I \propto \exp(V/(N+1)kT)$，其中 $N \gg 1$ 为极大值。文章列举了该理论在解释多孔硅、通过氮离子注入合成的硅氮化物层或玻璃态非晶半导体中的电流输运方面的应用实例。