通过电子-振动散射模拟金属原子接触中的双稳态电流诱导开关
介观与纳米尺度物理
2024-05-03 v1 材料科学
摘要
我们提出一个微观模型，描述金属原子尺度接触中的电流驱动开关。通过原子尺度接触施加大电流会产生强烈的电子非平衡态，并借助电子-振动耦合激发振动模式。利用密度泛函理论（DFT）结合以非平衡格林函数（NEGF）表示的相位相干输运的 Landauer-Büttiker 理论，我们研究由此非平衡态产生的电流诱导力，并确定那些与电子系统耦合最强的振动模式。对于单原子铅（Pb）接触，我们展示了双稳态开关的具体候选者，其由两个具有不同电导的相似原子构型组成。我们识别出诱导这些构型间转变的振动模式。我们的结果揭示了原子尺度接触中双稳态开关的一种可能起源，即通过非弹性电子散射激发振动，并强调了 DFT-NEGF 联合方法与 Langevin 方程的统计力学分析在克服原子运动与罕见开关事件间时间尺度鸿沟方面的能力，从而能够高效探索接触构型相空间。
引用
@article{arxiv.2303.03309,
title = {Simulating bistable current-induced switching of metallic atomic contacts by electron-vibration scattering},
author = {Markus Ring and Fabian Pauly and Peter Nielaba and Elke Scheer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.03309},
year = {2024}
}