Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Уравнение Шрёдингера
Рисунок 2 - Энергетический спектр частицы в прямоугольной квантовой яме
Рисунок 3- Схематическое изображение волновых функций носителей заряда в квантовых ямах, образованных тонким слоем GaAs, находящимся между слоями AlxGa1-xAs. Изображения соответственно в пространстве координат, импульсном пространстве.
Рисунок 4 - Схема последовательности слоев и зонная диаграмма для сверхрешетки с модулированным легированием i-GaAs - n+AlxGa1-xAs.
Рисунок 5 - Сверхтонкий n+слой GaAs сильно легированный донорами внутри слоя pGaAs слабо легированного акцепторами. Схематическое изображение и зонная диаграмма в термодинамическом равновесии.
Рисунок 6 - Энергетический спектр параболической квантовой ямы.
Рисунок 7 - Встроенный периодический потенциал, обусловленный наличием легирующих примесей, входит в формулу для энергетического спектра параболической квантовой ямы. Положить d=2zD

Ямы в сверхрешетках

Ключевые слова:  квантовая яма, периодика, сверхрешетка

Автор(ы): Клюев Павел Геннадиевич

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

04 октября 2010

Основным элементом, из которого состоит в энергетическом отношении сверхрешетка, является квантовая яма. В композиционных сверхрешетках она формируется гетеропереходами между различными полупроводниками, а в легированных сверхрешетках - соседними слоями полупроводников с различными типами проводимости. Как известно, спектр электрона в такой яме дискретен. Простейшей квантовой ямой в сверхрешетках является квантовая яма прямоугольной формы. Она характерна для сверхрешеток 1-го типа. Энергии связанных состояний электрона в такой яме определяются из уравнения Шрёдингера и имеют вид суммы квантованных и непрерывных энергетических состояний системы (см. рисунок 1,2). Квантование происходит в направлении роста сверхрешеточной структуры (в формуле - это z-направление). Спектр в направлении слоя (перпендикулярном направлению роста) непрерывен. Квантовый размерный эффект заключается в зависимости энергии частицы от ширины ямы. Причем какой бы глубины ни была квантовая яма, в ней всегда будет присутствовать хотя бы одно энергетическое состояние частицы. Схематическое изображение волновых функций носителей заряда в квантовых ямах, образованных тонким слоем GaAs, находящимся между слоями AlxGa1-xAs показано на рисунке 3.

До этого считалось, что слои полупроводников, составляющих сверхрешетку, нелегированы. В этом случае мы принимали форму ямы за прямоугольную и решение задачи о спектре частицы в ней упрощалось. Однако слои можно легировать. Или один слой определенного материала. Например, широкозонного. Донорной примесью. Тогда электроны из широкозонного полупроводника диффундируют в узкозонный, край зоны проводимости которого, естественно, находится ниже края зоны проводимости широкозонного полупроводника (см. рисунок 4). Вследствие пространственного переноса носителей заряда возникает периодический изгиб энергетических зон, что приводит к формированию ям, отличных по своей форме от прямоугольных, - параболических и треугольных. В параболических ямах уровни энергии расположены эквидистантно. На рисунке 5 представлена зонная диаграмма и схема структуры pn+p типа. На рисунке zA - ширина области объемного заряда, создаваемого акцепторами, zD - толщина сильно легированного донорного слоя. Энергетический спектр частицы в параболической яме отличен от спектра частицы в яме прямоугольной (см. рисунок 6). Параболические квантовые ямы можно создавать и на основе нелегированных гетероструктур типа GaAs - AlxGa1-xAs путем изменения толщины слоев материалов по квадратичному закону. В параболических квантовых ямах подвижность носителей заряда возрастает, особенно если области барьера прилегающие к поверхности раздела и вовсе не легируются.

Список используемых источников

1 Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.

2 Силин А. П. Полупроводниковые сверхрешетки, УФН, 1985, т. 147, с. 485



Средний балл: 7.5 (голосов 2)

 


Комментарии
Клюев Павел Геннадиевич, 09 октября 2010 11:13 
почему такое кислое ?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Тонер
Тонер

Конкурс логотипа ФНМ МГУ
Факультет наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет творческий конкурс логотипа (эмблемы) ФНМ, работы принимаются с 21 августа до 15 сентября 2019 года. Участники - все, кто имеет или когда бы то ни было имел отношение к ФНМ МГУ: студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники, выпускники, а также все творческие люди из большой университетской семьи.

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.