基于第一性原理的纳米尺度导体散粒噪声研究

我们描述了一种基于第一性原理计算纳米尺度导体中量子散粒噪声的场论方法。我们的出发点是二次量子化场算符，利用在密度泛函理论中自洽得到的准粒子单粒子波函数来计算散粒噪声。该方法在线性和非线性响应下均有效，特别适用于研究原子尺度导体中的散粒噪声。作为示例，我们研究了金属电极间硅原子线中的散粒噪声。我们发现，散粒噪声作为偏压的函数表现出强烈的非线性，并且由于金属电极的巨大贡献，单原子线和双原子线的散粒噪声得到增强。对于更长的线，其散粒噪声随原子数的奇偶性表现出振荡行为，且与电导呈现相反的趋势，表明电流涨落随着线长的增加而持续存在。