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

 

Жидкие наномагнетики
Жидкие наномагнетики

XVI Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов"
С 1 по 4 октября 2019 года в г. Москве в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук состоится ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов".

Студенты кафедры РЛ-2 МГТУ им. Баумана в гостях у НТ-МДТ Спектрум Инструментс
Видеоотчет об экскурсии студентов МГТУ им. Баумана в НТ-МДТ Спектрум Инструментс

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые наноматериалы для восстановления костей. Непростые отношения графена и воды. Борнитридные наноленты с реконструированными краями. Термоэлектричество и азафуллерены. Борщ и блины как материалы в экстремальных условиях.

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

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.