توليد جريان الكتريكي متقارن حاصل از اعمال ميدان پيمانه اي موهومي در يك نانولوله بي نظم؛ رهيافت آشوب كوانتومي

Symmetric Electrical Current with an Imaginary Gauge Field in a Disordered Nanotube; a Quantum Chaos Approach

چالش عمده انتقال بار در شبكه هاي كريستالي نانو، اثرات حاصل از وجود بي نظمي است كه موجب مي شود حامل هاي بار در برخوردها پراكندگي عقب گرد را تجربه كنند. در اين مطالعه، رهيافت متقاوتي براي انتقال الكترون در يك نانولوله نامنظم كه توسط هاميلتوني تنگ-بست مدلسازي شده است، پيشنهاد مي شود. اعمال ميدان مغناطيسي موهومي در شبكه هاي كريستالي، تقويت انتشار رو به جلو و ميرايي پراكندگي رو به عقب را به همراه دارد. از اين رو پيشنهاد مي شود براي كاهش و از بين بردن اثرات بي نظمي، از ميدانهاي مغناطيسي موهومي استفاده شود. مطالعه حاضر بر مبناي نظريه آشوب كوانتومي صورت مي گيرد و نتايج بدست آمده بيانگر اين است كه در نبود ميدان مغناطيسي، الكترون كاملا جايگزيده بوده و رفتار الكتريكي نانولوله متناظر با رفتار الكتريكي عايقها يكسان است. اما با تقويت ميدان پيمانه اي اعمالي، سيستم مورد مطالعه گذاري را مابين رفتار عايق و رسانا تجربه كرده و يك جريان الكتريكي متقارن ايجاد مي شود.

Combating the effects of disorder on charge transport in nano-integrated devices is of major importance from both fundamental and applied viewpoints. In ordinary crystals, imperfections and disorder cause unwanted back-reflections. Here we suggest a different route toward robust transport of electron in a nanotube, which is modelled via a tight-binding Hamiltonian. While a forward propagating mode in the lattice is amplified as a result of applied imaginary gauge field, the corresponding backward propagating mode is damped, thus resulting in a transport insensitive to disorder or imperfections in the crystal. So, to reduce and eliminate the destructive effects of disorder we apply an imaginary gauge field. Present study is based on the quantum chaos theory and the obtained results indicate that in the absence of gauge field, the system shows localized behavior and its electrical nature corresponds to insulator’s electrical behaviors. However, by amplifying the imaginary gauge field, the system experiences an insulator-metal transition, resulting in a symmetric electrical current.