Вплив зовнішнього шуму на процес релаксації в бістабільних тунельних системах

Abstract

Розглянуто вплив флуктуацiй iнтенсивностi падаючого на двобар’єрну тунельну систему потоку електронiв поблизу точки нестабiльностi. Для опису ефектiв шуму в системi, що перебуває поблизу резонансу в умовах когерентностi тунелювання, використано спрощене рiвняння Ланжевена з мультиплiкативним бiлим шумом. Методом чисельної симуляцiї цього рiвняння отримано залежностi середнього часу першого проходу вiд iнтенсивностi шуму й вiдхилення середнього значення iнтенсивностi падаючого потоку електронiв вiд критичного в детермiнiстичному випадку. Результати чисельних розрахункiв задовiльно збiглися з теоретичними розрахунками роботи Коле i iн. Час релаксацiї був максимальним у вiдсутностi шуму й спадав iз ростом iнтенсивностi шуму. Для тих значень iнтенсивностi потоку, за яких перехiд у детермiнiстичному випадку був неможливий, введення шуму сприяло переходу.

Рассмотрено влияние флуктуаций интенсивности падающего на двухбарьерную туннельную систему потока электронов вблизи точки нестабильности. Для описания эффектов шума в системе, находящейся вблизи резонанса в условиях когерентности туннелирования, использовано упрощенное уравнение Ланжевена с мультипликативным белым шумом. Методом численного моделирования этого уравнения получены зависимости среднего времени первого прохода от интенсивности шума и отклонения среднего значения интенсивности падающего электронного потока от критического в детерминистическом случае. Результаты численных расчетов удовлетворительно совпали с теоретическими расчетами работы Коле и др. Время релаксации было максимальным в отсутствие шума и уменьшалось с ростом интенсивности шума. Для тех значений интенсивности потока, при которых переход в детерминистическом случае был невозможен, введение шума способствовало переходу.

We consider the effects of intensity fluctuations of an incident electron flow incoming a double-barrier tunneling structure near an instability point. A simplified Langevin equation with multiplicative Gaussian white noise is used to describe noise effects in the system near a resonance under conditions of coherent tunneling. Numerically simulating this equation, we obtained the dependences of the mean first passage time on the noise intensity and a deviation of the average intensity of the incident electron flow from the critical value in the deterministic case. The numerical results satisfactorily agree with the theoretical results of Colet et al. The relaxation time has a maximum value in the absence of noise and decreases with increase in the noise intensity. Noise favors transitions at those incident intensities, for which the transition in the deterministic case was impossible.