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Enhancement of hopping conductivity by spontaneous fractal ordering of low-energy sites

机译：低能量位点的自发分形有序增强跳变电导率

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摘要

Variable-range hopping conductivity has long been understood in terms of a canonical prescription for relating the single-particle density of states to the temperature-dependent conductivity. Here we demonstrate that this prescription breaks down in situations where a large and long-ranged random potential develops. In particular, we examine a canonical model of a completely compensated semiconductor, and we show that at low temperatures hopping proceeds along self-organized, low-dimensional subspaces having fractal dimension d = 2. We derive and study numerically the spatial structure of these subspaces, as well as the conductivity and density of states that result from them. One of our prominent findings is that fractal ordering of low energy sites greatly enhances the hopping conductivity and allows Efros-Shklovskii type conductivity to persist up to unexpectedly high temperatures.
机译：长期以来，就根据将状态的单粒子密度与温度相关的电导率相关联的规范性规定，已经了解了可变范围跳跃电导率。在这里，我们证明了这种处方在大而长远的随机潜力形成的情况下会失效。特别地，我们研究了完全补偿半导体的典范模型，并且我们证明了在低温下，分形维数为d = 2的自组织，低维子空间会发生跳跃。我们导出并研究这些子空间的空间结构，以及由此产生的状态的电导率和密度。我们的重要发现之一是，低能量位点的分形有序性大大提高了跳跃电导率，并使Efros-Shklovskii型电导率能够持续保持意外的高温。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2016年第8期|085146.1-085146.9|共9页
  • 作者

    Tianran Chen; Brian Skinner;

  • 作者单位

    West Chester University, West Chester, Pennsylvania 19383, USA;

    Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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