Adiabatic electron transport in a quantum point cosh-contact
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2025-1-21-28Abstract
Quantum point contacts (QPCs) are quantum-dimensional constrictions between two electrically conductive regions. Their width is comparable to the de Broglie wavelength of an electron. They are of interest to those studying fundamental mesoscopic phenomena, particularly quantization of ballistic conductivity. Furthermore, QPCs have promising applications as sensitive charge sensors and elements of quantum computing devices. In this paper, the author investigates electron transport in a two-dimensional QPC whose shape is described by a hyperbolic cosine (cosh-contact). To analyze electron behavior in the narrow channel, adiabatic approximation was used. This method offers an approximate solution to complex quantum mechanical problems. It involves a two-stage approach. First, the behavior of the fast subsystem is analyzed while the slow subsystem remains in a fixed state. Then it is studied how the parameters of the slow subsystem affect the entire quantum system. Using the method of adiabatic separation of variables, an effective Hamiltonian for the slow subsystem was obtained. This Hamiltonian describes the longitudinal motion of electrons in the quantum cosh-contact. The energy transmission coefficient of electrons was calculated using an analytical solution of the stationary Schrödinger equation derived for the effective Hamiltonian of the slow subsystem. The conductivity of the cosh-contact was computed for both zero and finite temperatures. The analytical expression obtained for the conductivity demonstrates its stepwise character. The paper offers a qualitative interpretation of this result: each step corresponds to the opening of new quantum channels for electron transport. Graphical results showing how temperature affects the conductivity of the quantum point cosh-contact are presented.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Bulletin of Perm University. Physics

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.