你是否已经厌倦了普通的电压-电流曲线？它就是一根直线，线性的欧姆定律是否已经让你觉得乏味？

 

 

     你是否也看腻了二极管那几十年不变的电压-电流曲线？几十年前它可是个香饽饽，不过现在它已经翻不出什么新花样了。

    那么现在我们就让电压-电流曲线翻点新花样吧！！！

1、量子点与负电阻

    量子点是今年来科学研究的热点。考虑如下图所示的一个与源和漏接触的二能级量子点。

当在源和漏上加上电压，那么量子点上就会有电流通过。我们将量子点两边的电势差逐渐增大。当量子点两边的电势差与量子点本身的基态与激发态的能级差相等的时候，就会发生共振，这时电流会忽然增大。当量子点两边的电势差继续增大时，共振条件就不满足，电流就会减小。当量子点两边的电势差增加到量子点能级差的两倍时，又会出现共振现象，电流又会很快增加。如此反复，如下图所示

有趣的是，这将出现负电阻区域，在这些区域里，增大电压，电流反而会减小。

    下图显示的是Au(111)-SC5-Fc-Au(111)结的电压-电流曲线，其不规则的形状显示了复杂的分子内部结构。

2、无序绝缘体与电压-电流曲线的跳跃

    对无序绝缘体（如InO, TiN和YSi的无序薄膜）的实验观测发现，在低温下如果增加电压超过一定阈值V₁后，电流会忽然增加几个数量级。如果再降低电压，到底某个阈值V₂后，电流会忽然减小几个数量级。V₂<V₁. 如下图所示

 

    其机理如下：考虑电子的运动、晶格的振动（声子的运动），以及电子-声子相互作用。由于电子-声子相互作用非常弱，所以不足以让电子和声子达到热平衡。声子处于较低温度T_ph，而电子受到电流焦耳热的加热，处于较高的温度T_e。T_ph<T_e. 这会导致系统可以处于“热”的低阻态和“冷”的高阻态。计算结果显示，整个I-V曲线呈现一个S型，如下图

 

其中包含一段非物理的虚线，实际系统是不会按照虚线行走的，所以当系统到达V₁或者V₂后，会直接跳跃到另一个态上。该过程和过冷汽体凝结成液体、过热液体暴沸成气体的道理是一样的。

总结

    现在I-V曲线已经不再是单调连续的了，在新奇的系统中会有新鲜的花样产生。让I-V曲线在数学上不单调，那么看起来也就不单调了。

 

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