随机电阻网络在偏倚 percolation 条件下的电阻及电阻波动

我们考察了二维随机电阻网络 (RRN) 的情况,其存在两种互相竞争的偏倚 percolation,即基本电阻的断开与恢复。这种两种过程由电气偏置与与热浴热交换的联合作用驱动。电气偏置通过施加恒定电压或恒定电流来实现。进行蒙特卡罗模拟以分析网络在全部偏置值范围内的演化。根据偏置强度,可实现电气失效或稳态。本文聚焦于RRN的稳态,特别关注非欧姆态的特性。在恒定电压条件下,发现$<R>/<R>_0$ 与 $V/V_0$ 之间存在尺度关系,其中$<R>$ 为网络平均电阻,$<R>_0$ 为线性态电阻,$V_0$ 为非线性开始的阈值电压。在恒定电流条件下也发现类似关系。电阻波动的相对方差也表现出强烈的非线性行为,其特性被进一步研究。电阻波动的功率谱密度呈现莫尔斯线谱,波动幅度在介于阈值之前的区域显示出显著的非高斯行为。这些结果与薄膜复合材料及其他导电材料的电气击穿实验测量结果良好吻合。