原子结构对氧化铝隧道结电学响应的影响

许多纳米电子器件依赖于电子隧穿的薄介电势垒。例如，氧化铝势垒在超导电子学中用作约瑟夫森结。这些结中电路参数的重现性和漂移受氧化物势垒的均匀性、形貌和成分影响。为改进这些电路，必须理解原子结构对氧化铝势垒电学响应的影响。我们建立了氧化铝隧道结的三维原子模型，并采用非平衡格林函数形式模拟其电子输运性质。研究发现，增大氧化物密度会使结电阻呈指数增长。在高度缺氧的结中，我们观察到显著降低电阻的金属通道。计算结内的电荷和电流密度显示了局域势景观的变化如何产生主导导电的通道。原子尺度方法增进了对这些输运过程的理解，并指导了纳米电子学应用中的结设计。